英語翻譯：

【電】 interstitial impurity

分詞翻譯：

格隙的英語翻譯：

【電】 interstice

雜質的英語翻譯：

impurity
【化】 impurities; impurity
【醫】 impurity

專業解析

在半導體物理學和材料科學領域，"格隙雜質"（Interstitial Impurity）指嵌入晶體原子間隙位置的雜質原子，與占據晶格原子位置的"替代式雜質"（Substitutional Impurity）形成對比。以下是其詳細解釋：

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一、核心定義與中英對照

1. 術語構成

   • 格隙：即"晶格間隙"（Crystal Lattice Interstice），指晶體中原子之間的空隙位置。
   • 雜質：指非基質材料的原子或缺陷（Impurity）。
   • 英文對應：Interstitial Impurity（或 Interstitial Defect）。

2. 作用機理

   格隙雜質原子通過占據晶格間隙，導緻局部晶格畸變（Lattice Distortion），影響材料的電學、力學性質。例如：

   • 在矽（Si）晶體中，氧原子常作為間隙雜質存在，形成氧施主中心，改變矽的電阻率 。
   • 在鋼鐵中，碳原子以間隙形式存在，可提高材料硬度 。

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二、與替代式雜質的區别

特征	格隙雜質	替代式雜質
占據位置	原子間隙	取代晶格原子位置
原子尺寸要求	通常原子半徑較小（如 C、H、O）	原子半徑接近基質原子（如 P、As）
對晶格影響	引起顯著晶格畸變	畸變較小
典型案例	碳在鐵中（Fe-C合金）	磷在矽中（n型摻雜）

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三、對材料性能的影響

1. 電學性質

   • 在半導體中，間隙雜質可能成為載流子散射中心，降低電子遷移率（如矽中的銅間隙原子）。
   • 部分間隙原子（如锂在矽中）可提供載流子，改變導電類型 。

2. 機械性質

   • 金屬材料中，間隙雜質（如鋼中的碳、氮）通過固溶強化提升硬度和強度，但可能降低延展性 。

3. 擴散行為

   間隙雜質擴散能壘較低，擴散速率通常高于替代式雜質（擴散系數公式）：

   $$ D = D_0 expleft(-frac{E_a}{kT}right) $$

   其中 $E_a$（激活能）較小 。

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四、實際應用與檢測

1. 半導體工藝控制

   矽晶圓制造需嚴格控制間隙金屬雜質（如 Fe、Cu），因其會形成複合中心，降低器件壽命 。

2. 表征技術

   • 透射電子顯微鏡（TEM）：直接觀察間隙原子位置 。
   • 正電子湮沒譜（PAS）：檢測材料中的間隙缺陷密度 。

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權威參考文獻

1. 《半導體物理學》（謝希德）

   定義間隙雜質對載流子濃度的影響機制 。

2. IUPAC《材料化學術語》

   規範雜質分類标準（鍊接）。

3. 《材料科學進展》期刊

   金屬中間隙原子的擴散模型研究 。

4. IMEC（歐洲微電子中心）技術報告

   半導體中雜質控制的工業标準（鍊接）。

（注：部分文獻鍊接因平台限制未展示，可檢索标題獲取原文）

網絡擴展解釋

根據搜索信息，“格隙雜質”可能為“間隙雜質”的誤寫或組合詞。以下分兩部分解釋：

一、間隙（格隙） 指物質内部存在的微小空間或結構間隔。在材料科學中，間隙特指晶體結構中未被原子占據的空位，例如金屬晶格中的原子間隙位置。這種空隙可能被其他元素占據形成間隙雜質。

二、雜質 指物質中夾雜的非主體成分，形态包括固體顆粒、氣體或液體，常見分類如下：

1. 化學定義：化學反應中無法參與反應的殘留物，如藥物中的無效成分；
2. 材料學定義：如碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)等元素進入金屬晶格間隙，顯著改變材料強度、耐腐蝕性等性能；
3. 日常定義：液體中超過0.03%的異物即視為雜質。

三、間隙雜質的作用 通過占據晶格間隙改變材料特性，例如：

• 氫元素可能導緻金屬氫脆；
• 氮元素可提高不鏽鋼硬度。

注：若需更專業的材料學分析，建議查閱《稀有金屬》等期刊文獻。

分類

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