En Frenkel-defekt (Frenkel-par) är en punktdefekt i en kristall , som är ett par som består av en vakans och en interstitiell atom ( jon ). Det bildas som ett resultat av förflyttningen av en atom (jon) från en nod i kristallgittret till ett mellanrum , det vill säga till en position som atomer (joner) inte upptar i ett idealiskt gitter [1] [2] . Uppkallad efter Ya. I. Frenkel , som först utvecklade idéer om mekanismen för bildandet av termodynamiskt jämviktspunktsdefekter [3] .
Frenkeldefekter bildas som ett resultat av uppvärmning av kristaller, såväl som när kristaller bestrålas med partikelflöden eller högenergikvanta av elektromagnetisk strålning .
När kristallen värms upp ökar antalet atomer med en kinetisk energi som är tillräcklig för att lämna gitterplatsen, och antalet Frenkel-defekter ökar också i enlighet med detta. Deras jämviktskoncentration , motsvarande kristalltemperaturen , kan uppskattas från formeln [4]
där och är koncentrationerna av platser och mellanliggande positioner, respektive, är energin som krävs för att flytta en atom från ett gitterställe till ett interstitiellt ställe, är Boltzmann-konstanten .
I kristaller med stora interatomära luckor är det mer sannolikt att Frenkel-defekter uppstår än i tätpackade kristaller. Så de är typiska för rena silverhalogenidkristaller . Till skillnad från defekter enligt Schottky påverkar deras bildning inte kristallens densitet, eftersom jonens migration inte leder till en förändring i volymen eller till en förändring av kristallens massa [2] [4] .
Bildandet av Frenkel-defekter är mest troligt i fallet med små joner ( Li + , Ag + , F - ), i en struktur av fluorittyp (i det anjoniska subgitteret) och ZnS ( wurtzite , i det katjoniska subgitteret), samt i närvaro av stökiometriska defekter.