Vakants (materjaliteadus)

Kristallograafias on vakants kristalli punktdefekti alaliik, mille puhul on aatom puudu ühes Bravais võre sõlmes.Ehrhart, P. (1991) "Properties and interactions of atomic defects in metals and alloys", chapter 2, p. 88 in Landolt-Börnstein, New Series III, Vol. 25, Springer, Berlin 

Vakantsid esinevad looduslikult ja loomulikult kõigis kristallilistes materjalides. Igal suvalisel temperatuuril kuni materjali sulamistemperatuurini esineb teatud tasakaaluline kontsentratsioon vakantsete võresõlmede ja aatomitega täidetud võresõlmede vahel. Mõnede metallide sulamispunkti lähedal võib see suhe olla ligikaudu 1:1000.

Seda temperatuurisõltuvust saab modelleerida, kasutades seost:

kus on vakantside kontsentratsioon,  on vakantsi tekkimiseks vajalik energia,  on Boltzmanni konstant,  on absoluutne temperatuur ja  on sõlmedes olemasolevate aatomite kontsentratsioon, mis omakorda on:

kus  on tihedus,  on Avogadro arv, ja  on molaarmass.

Vakants on kõige lihtsam punktdefekt. Vakantsid tekivad tahkumise käigus aatomite soojusliikumise, plastse deformatsiooni ja ioonidega pommitamise tõttu.

Enamikus rakendustes on vakantsid ebaolulised materjali kasutamise mõttes, kuna neid on vähe ja nad on jaotunud üle materjali ja üle kolme ruumimõõtme üsna ühtlaselt. Kui aga tegu on väga väikesemõõduliste ja ühes või enamas ruumimõõtmes oluliselt piiratud materjaliga, näiteks nanotorude või kahemõõtmeliste kihtidega, võivad vakantsid jm defektid materjali omadusi märgatavalt muuta.

 Viited

 Välislingid 
Crystalline Defects in Silicon

Kategooria:Kristallograafia