晶體摻雜是怎樣的？（詳見問題說明）

先說一點，提主提出的問題就混淆概念，回答看了一下也有很多問題，晚點詳細回答

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恩，先答題再去實驗室搬磚

首先說題主的問題，

問題1中，如果是

晶體參雜

，就意味著參雜離子已經進入格位或者是晶格間隙，

已經是微觀上的參雜了（原子級別）

；問題2中，

空穴的說法是不正確的，

空穴是載流子的一種，和電子是對應的，按照題主的意思，

應該指的的空位而非空穴

恩，然後回答題主的問題：

1 晶體參雜如何實現：

通常製備晶體的方法都能用來實現參雜，比如製備微晶或奈米晶常用的固相法，沉澱法，溶膠凝膠法，水熱法等。晶體參雜按照參雜離子在晶格中的位置分為：

取代參雜

和

間隙參雜

。

並非隨意一種參雜離子都可以進入母體晶格

，取代參雜時參雜離子與母體晶格中被取代離子之間需要滿足（

1）離子半徑相近（2）價態相近才能實現參雜

，間隙參雜時

參雜離子的半徑要比較小，能進入晶格的間隙位置才能實現參雜

。問題1中提到的ZrO2中摻雜Y2O3應該是用於穩定氧化鋯，抑制氧化鋯的晶型轉變。這裡為了能使Y2O3易於進入ZrO2的晶格，降低結晶溫度，通常用液相法來製備，

實現原料在原子級別的均勻混合，從而縮短結晶過程中原子的擴散路徑，在較低溫度下得到參雜的晶體

。在該參雜晶體中Y佔據Zr的格位（

取代參雜

），由於Y與Zr的價態不同而引入氧空位。

2 為什麼參雜之後形成空穴而不導致晶體結構崩塌

摻雜之後能形成空穴而不導致晶體結構崩塌是由於晶格可以透過

晶體承受一定的晶格畸變

。但是不同的晶體能承受的晶格畸變有一定的限度，因而

參雜是有一定的限度的

。取代參雜時，參雜離子與被取代離子的性質（半徑，電價等）越接近，

取代引起的晶格畸變越小，最大參雜量越大

（如一些合金，參雜離子和母體性質很相近時，可以實現無限制固溶，即使參雜濃度達到100%，晶體結構也會保持而不崩塌）。但是間

隙參雜由於參雜離子半徑通常大於晶格間隙，參雜會引起較大的晶格畸變，因而最大參雜量比較小，

如摻C的Fe（金屬材料還是大學學的，忘得差不多了，不記得叫啥了，當參雜量到一定值時，生成Fe3C，晶格結構發生改變）。而就ZrO2中摻雜Y2O3而言，能夠進入ZrO2中的Y的量是有一個最大值的，也即

當原料中的Y超過ZrO2所能容納的最大值時，多出的Y無法在進入ZrO2晶格而是仍然以Y2O3的形式存在

。