격자결함

요약 결정체 속에서 결정격자가 불완전한 상태인 것을 말한다. 실제로 결정은 여러 이유로 원자가 결여되어 있거나 원자의 배열이 흐트러져 있다. 이는 물질의 열전도도나 전기전도도, 재료의 강도에 큰 영향을 끼친다.

고체의 결정 속에는 원자가 일정한 거리 간격을 두고 배열되어 결정격자를 이루고 있으나, 실제로 결정은 대개의 경우 여러 이유로 어딘가에 원자가 결여되어 있거나 원자의 배열이 흐트러져 있다. 이와 같은 결정격자 내부의 불완전함을 격자결함이라고 한다. 격자결함은 이미 말한 바와 같이, 어떤 하나의 원자가 결여되어 있는 경우가 있는데, 이것을 공격자점(空格子點) 또는 공공(空孔)이라고 한다.

이와 반대로 원자가 정상적인 배열 안에 가외로 끼어들어 하나가 더 많아진 경우가 있는데, 이것을 격자간원자라고 한다. 이 밖에 분자식에는 포함되어 있지 않은 정도로 미량의 원자가 섞여들어 있는 경우가 있는데, 이것을 이종원자(異種原子)라고 한다. 이러한 여러 결함들이 집합하는 경우가 있는데, 그것이 커지면 별도의 상으로서 석출한다. 따라서 그 부분만 원자가 배열된 면이 하나 더 많아졌거나 반대로 더 적어졌거나 한다. 이것을 전위라고 한다. 전위는 주로 결정이 생성될 때 일어나며, 공격자점이나 격자간원자는 방사선 조사 또는 소성가공 등에 의해 형성한다.

격자결함은 시료의 정제 ·결정화 ·열처리, 기계적 가공 조건 등에 따라 민감하게 증감한다. 이와 같은 격자결함은 실제 물질의 성질에 큰 영향을 미친다. 그것은 열전도도나 전기전도도 뿐 아니라 재료의 강도와 밀접한 관계를 갖는다. 그리고 금속의 결정도 역시 이와 같은 내부의 미세구조인 격자결함에 의해서 재료로서의 성질이 영향을 받는다. 특히 금속의 기계적 성질이나 반도체 전기전도의 성질, 이온결정의 착색 현상 등과 같이, 시료의 이력이 관계하는 현상에는 격자결함이 주역을 담당한다.