Defeito de vaga - Vacancy defect
Na cristalografia , uma vacância é um tipo de defeito pontual em um cristal onde um átomo está faltando em um dos locais da rede . Os cristais possuem imperfeições inerentemente, às vezes chamadas de defeitos cristalinos . É também conhecido como defeito de Schottky , embora nos cristais iônicos os conceitos não sejam idênticos.
As vacâncias ocorrem naturalmente em todos os materiais cristalinos. Em qualquer temperatura dada, até o ponto de fusão do material, há uma concentração de equilíbrio (proporção de sítios de rede vazios para aqueles contendo átomos). No ponto de fusão de alguns metais, a proporção pode ser de aproximadamente 1: 1000. Esta dependência da temperatura pode ser modelada por
onde N v é a concentração de vacância, Q v é a energia necessária para a formação de vacância, k B é a constante de Boltzmann , T é a temperatura absoluta e N é a concentração de sítios atômicos, ou seja,
onde ρ é a densidade, N A constante de Avogadro e A a massa atômica.
É o defeito pontual mais simples. Neste sistema, um átomo está faltando em seu sítio atômico regular. Vacâncias são formadas durante a solidificação devido à vibração dos átomos, rearranjo local dos átomos, deformação plástica e bombardeios iônicos.
A criação de um vazio pode ser simplesmente modelada considerando a energia necessária para quebrar as ligações entre um átomo dentro do cristal e seus átomos vizinhos mais próximos. Uma vez que o átomo é removido do local da rede, ele é colocado de volta na superfície do cristal e alguma energia é recuperada porque novas ligações são estabelecidas com outros átomos na superfície. No entanto, há uma entrada líquida de energia porque há menos ligações entre os átomos da superfície do que entre os átomos no interior do cristal.
Física material
Na maioria das aplicações, os defeitos de vacância são irrelevantes para a finalidade pretendida de um material, pois eles são muito poucos ou estão espaçados em um espaço multidimensional de tal forma que a força ou carga pode se mover ao redor da vaga. No caso de estruturas mais restritas como nanotubos de carbono , no entanto, as lacunas e outros defeitos cristalinos podem enfraquecer significativamente o material.