Defect pressure, formation volume, and temperature dependence of formation properties of point defects in ionic solids

Résumé
La conception de la pression locale d'un défaut est développée et appliquée à la détermination de la relaxation élastique autour d'un défaut ponctuel. La méthode est supérieure à celle des forces Kanzaki pour le traitement de l'interaction coulombienne et des interactions polyatomiques. On donne les sommes de réseau pour l'interaction coulombienne et on dérive le volume de relaxation des défauts Schottky dans NaCl et KCl. L'utilisation des cubes Evjen neutres au lieu des domaines Mott-Littleton chargés est trouvée indispensable pour un traitement atomistique complet et satisfaisant de défauts chargés dans les solides ioniques. Dans les halogénures alcalins ainsi que dans les halogénures de l'argent la dépendance de température du volume et de l'enthalpie de formation des défauts en équilibre est comprise selon la dépendance de température des modules de cisaillement. Les anomalies à températures élevées du volume de formation des défauts, de la diffusion à traceur et de la conductivité ionique des halogénures de l'argent sont ramenées à une propriété intrinsèque du défaut Frenkel causé par une dépendance de température exceptionnelle des propriétés élastiques du cristal parfait.

Abstract
The concept of local defect pressure is developed and is applied to determine the elastic relaxation about point defects in ionic solids. The method is superior to that of Kanzaki forces for treatment of Coulomb and many-atom interactions. The lattice sums for the Coulomb interaction and the relaxation volume of Schottky defects in NaCl and KCl in the static limit are given ; the use of neutral Evjen cubes rather than charged Mott-Littleton regions is found unavoidable for a complete and satisfactory atomistic treatment of charged defects in ionic solids. In both alkali and silver halides, the temperature dependence of the volume and the enthalpy of formation of equilibrium defects is understood in terms of the temperature dependence of the shear moduli. The high-temperature anomalies of defect formation volume, tracer diffusion, and ionic conductivity of the silver halides is traced to an intrinsic property of the Frenkel defect caused by an exceptional temperature dependence of elastic properties of the perfect crystal.