在材料科學中，間隙缺陷是一種點晶體缺陷，其中相同或不同類型的原子占據晶體結構中的間隙位置。 當原子與已經存在的原子屬于同一類型時，它們被稱為自填隙缺陷。 或者，某些晶體中的小原子可能占據間隙位置，例如鈀中的氫。 可以通過用能量高于晶體位移閾值的基本粒子轟擊晶體來產生間隙，但它們也可能以低濃度存在于熱力學平衡中。 間隙缺陷的存在可以改變材料的物理和化學性質。

間隙化合物的想法始于 20 世紀 30 年代后期，它們通常在 H?gg 之后被稱為 Hagg 相。 過渡金屬通常以六方密堆積或面心立方結構結晶，這兩種結構都可以被認為是由六方密堆積原子層組成的。 在這兩個非常相似的格子中，都有兩種間隙或孔：

• 每個金屬原子有兩個四面體空穴，即空穴在四個金屬原子之間
• 每個金屬原子一個八面體空穴，即空穴在六個金屬原子之間

早期工作者建議：

• 金屬晶格相對不受間隙原子的影響
• 導電性與純金屬相當
• 組成范圍很廣
• 占據的間隙類型由原子的大小決定

這些不被視為化合物，而是金屬晶格中的溶液，例如碳，較小原子的上限“濃度”由可用空隙的數量決定。

對金屬結構以及金屬和非金屬的二元和三元相的更詳細了解表明：

• 通常在低濃度的小原子下，該相可以描述為溶液，這與上述間隙化合物的歷史描述相近。
• 小原子濃度較高時，可能會出現具有不同晶格結構的相，并且這些相可能具有一定的化學計量范圍。

一個例子是碳在鐵中的溶解度。 純鐵的形式在 910 °C 和 1390 °C 之間穩定，γ-鐵與碳形成固溶體，稱為奧氏體，也稱為鋼。

自填隙缺陷是僅包含與晶格中已經存在的原子相同的原子的填隙缺陷。

間隙缺陷的結構已經在一些金屬和半導體中通過實驗確定。

與人們的直覺預期相反，具有已知結構的金屬中的大多數自填隙原子都具有“分裂”結構，其中兩個原子共享相同的晶格位置。 通常，兩個原子的質心位于晶格位置，并且它們沿主晶格方向之一從晶格位置對稱移動。 例如，在銅、鎳和鉑等幾種常見的面心立方（fcc）金屬中，自填隙的基態結構是分裂[100]填隙結構，其中兩個原子在正負方向上發生位移 [100] 方向來自晶格位置。 在體心立方 (bcc) 鐵中，基態間隙結構類似地是 [110] 分裂間隙。

這些分裂的間隙通常被稱為啞鈴間隙，因為用兩個大球體和連接它們的粗線繪制形成間隙的兩個原子使結構類似于啞鈴舉重裝置。

在鐵以外的其他 bcc 金屬中，基于最近的密度泛函理論計算，認為基態結構是 [111] 擁擠間隙，可以理解為沿著 [ 111] 晶格方向，與完美晶格相比被壓縮，使得鏈包含一個額外的原子。

在半導體中，情況更為復雜，因為缺陷可能帶電并且不同的電荷狀態可能具有不同的結構。 例如，在硅中，間隙可能具有分裂 [110] 結構或四面體真正的間隙結構。

碳，特別是在石墨和金剛石中，有許多有趣的自填隙原子——最近使用局部密度近似計算發現石墨中的螺填隙原子，以螺戊烷命名，因為填隙碳原子位于兩個基面和 以類似于螺戊烷的幾何形狀鍵合。

小的雜質間隙原子通常位于晶格原子之間的真正間隙位置上。