Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 34, Numéro C9, Novembre 1973
Défauts de réseau dans les cristaux ioniques / Lattice defects in ionic crystals
Page(s) C9-83 - C9-88
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1973913
Défauts de réseau dans les cristaux ioniques / Lattice defects in ionic crystals

J. Phys. Colloques 34 (1973) C9-83-C9-88

DOI: 10.1051/jphyscol:1973913

PROPRIÉTÉS GÉNÉRALES DES CENTRES COLORÉS
THEORETICAL STUDIES OF SOME ACTIVATION ENERGIES OF F- AND FΛ-CENTRES IN KCl

J. M. VAIL1, R. J. BROWN2 and C. K. ONG1

1  Department of Physics, University of Manitoba Winnipeg, Manitoba R3T 2N2, Canada
2  DREO Earth Sciences Division. Defence Headquarters, Ottawa, Ontario, Canada


Résumé
Les énergies d'activation pour la diffusion par sauts du centre F et la réorientation des centres FA(Na) et FA(Li) dans KCl sont analysées théoriquement. Pour chaque défaut dans l'état fondamental et le premier état excité, l'énergie d'activation s'exprime par la somme des contributions de a) l'excès d'énergie cinétique de l'électron, b) son interaction avec le réseau, c) l'énergie de réseau du défaut et d) l'effet résultant de la distorsion élastique du réseau non comprise dans a) et c).


Abstract
The activation energies for step-diffusion of the F-centre and reorientation of FA(Na) and FA(Li)-centres in KCl are analysed theoretically. For each defect in both ground and first excited states, the activation energy is expressed as a sum of contributions from a) the excess electron's kinetic energy, b) its interaction with the lattice (unpolarizable point ions with BSG ion-size correction), c) the lattice energy of the defect, and d) the net effect of harmonic lattice distortion, not included in a)-c). The method of lattice statics is applied, with the electronic state and lattice distortion determined self-consistently, using the variational method. When the activation energies are compared with experiment, we find the F-centre results about 0.5 eV too high, but qualitatively correct, the FA(Na) and FA(Li) ground state results in good agreement, and the FA(Li), relaxed excited state (RES) result qualitatively correct. The excess electron's kinetic energy is dominant in lowering the RES activation energy relative to that in the ground state, and the effect of small impurities (Na+ and Li+) in lowering the activation energies in both states is about equally divided between lattice energy and Coulomb electron-lattice interaction.