A THEORETICAL STUDY OF INTRINSIC AND EXTRINSIC DEFECT PROPERTIES OF ALKALI HALIDES

Une étude théorique détaillée des énergies de formation, ainsi que des migrations des défauts simples et complexes dans seize halogénures alcalins de structure NaCl est effectuée. Deux types de potentiels interatomiques différents basés sur le modèle de couche ont été employés dans ce travail. Il y a un certain nombre de résultats qui sont importants pour la compréhension des phénomènes de transport dans ces substances : a) Les énergies d'activation pour les lacunes cationique et anionique sont très proches, et il en résulte que leur contribution relative à la conductivité est indépendante de la température ; b) Les complexes à trois lacunes ne contribuent pas à la conductivité, par contre les paires de lacunes contribuent à la diffusion de façon significative ; c) L'énergie d'Arrhenius du transport par mécanisme interstitiel colinéaire n'est pas beaucoup plus grande que celle des lacunes, et il est possible que la courbure (de log (σT) vs. T-1) observée à hautes températures soit due à la contribution des interstitiels. Comme test de fiabilité des potentiels employés, nous avons également étudié un certain nombre de systèmes avec des ions mono-valents occupant un site non centré. L'accord de ce travail avec l'expérience est encourageant, sans être complètement satisfaisantWe have made a detailed theoretical study of the energies of formation and migration of simple and complex defects in the sixteen alkali halides with the rock-salt structure. This investigation uses two sets of interatomic potentials based on a simple shell model. There are a number of important consequences for understanding transport phenomena in these substances : a) The activation energies for cation and anion vacancies are very similar so their relative contribution to conductivity is temperature independent ; b) trivacancies will not contribute to the conductivity but a significant contribution to diffusion from vacancy pairs is confirmed ; c) the Arrhenius energy for transport by the interstitially collinear mechanism is not much greater than that for vacancies and this contribution may explain the high temperature curvature in plots of log (σT) vs . T-1. As a particularly demanding test of our new potentials, we have also studied a range of systems where a univalent substitutional ion may occupy an off-centre site. There is encouraging, but not wholly satisfactory agreement with experiments