堆积层错

堆积层错，简称层错，是指在正常堆积顺序中引入不正常顺序堆积的原子面而产生的一类面缺陷。

简介堆积层错（简称层错）是指正常堆积顺序中引入不正常顺序堆积的原子面而产生的一类面缺陷。层错有两种基本类型，即抽出型层错和插入型层错。

结构以面心立方结构为例，前者是在正常层序中抽去一原子层，相应位置出现一个逆顺序堆积层…ABCACABC…，即…△△△▽△△△…；后者是在正常层序中插入一原子层，相应位置出现两个逆顺序堆积层…ABCACBCAB…，即…△△△▽▽△△△…，如图所示。在此△表示顺顺序堆积，即AB,BC，CA顺序时，用△表示；▽表示逆顺序堆积，即BA，CB，AC顺序时，用▽表示。

本质层错处的一薄层晶体由面心立方结构变为密集六方结构，同样在密集六方结构的晶体中层错处的一薄层晶体也变为面心立方结构。这种结构变化并不改变层错处原子最近邻的关系（包括配位数、键长、键角），只改变次近邻关系，几乎不产生畸变，所引起的畸变能很小。但是，由于层错破坏了晶体中的正常周期场，使传导电子产生反常的行射效应，这种电子能的增加构成了层错能的主要部分，总的说来，这是相当低的。因而，层错是一种低能量的界面。

形成过程层错可以通过多种物理过程形成。首先，在晶体生长中，以六方密堆积面的堆积而生长晶体时，由于以正常和不正常顺序堆积时的能量相差很小，偶然因素很容易造成错误堆积而形成层错。其次，过饱和点缺陷在密排面上的聚集，再通过弛豫过程形成层错。空位聚集成盘状，通过崩塌式的弛豫形成的是抽出型层错；自填隙原子聚集成片，形成插人型层错。

层错示例堆积层错通常发生在有层状结构的固体中，尤其是那些同时显示多型性的材料。二维或平面缺陷以及CS面都是堆积层错的实例。金属中同时显示多型性和堆积层错的是钴，它可以被制备成两种主要的形式（多型体），其中金属原子排列是立方密堆积（…ABCABC…）或六方密堆积（…ABABAB…）的。在这两种多型体中，结构在两个维度上即各层内是相同的，不同仅在于第三维上，即在各层的次序上。当正常的堆积次序由于存在“错位”层而在不规则的间隔处中断就发生了堆积无序，如可示意表示为…ABABAB BCA BABA…。石墨是呈现多型体（通常是碳原子的六方密堆积但有时是立方密堆积）或堆积无序（六方密堆积和立方密堆积的混合）的另一种单质。1

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张尉 - 副教授 - 西南大学