《光伏材料检测技术》课件-课晶体取向表示

晶体取向表示主讲教师：目录CONTENTS01.晶体生长方向02.晶体取向表示03.晶向与晶面的关系04.晶面投影表示05.赤道平面投影06.课堂总结晶体生长方向PART01一、晶体生长方向硅单晶棱[111]单晶有三条互成120º的棱线。[100]单晶有四条互成90º的棱线。[110]单晶有两条互成180º的棱线。一、晶体生长方向在晶体生长过程中，往往晶体的生长方向与晶向之间存在一定的偏离角度；如：在切籽晶时、制造器件或进行外延时、划片或分成单个器件小方块时硅片的物理强度有关。如果任意划成距形的方块，那么晶体的碎片率必定比较高，这就要求在切片之前通过定向在晶体上磨制出一个参考面，依据这个参考面就可以按照最佳方向划片。晶体取向表示PART02二、晶体取向表示沿X、Y、Z轴方向上的单位矢量分别用a、b、c来表示；三个晶轴间的夹角为α、β、γ；它通常被称为点阵常数或晶格常数。立方（或等轴）晶系：a=b=c，α=β=γ=90º，晶胞体积v=a3。二、晶体取向表示晶面指数晶面用晶面指数（hkl）来描述，晶面指数又称为密勒指数，是晶面在各晶轴上截距之倒数的互质整数比。二、晶体取向表示晶面指数表示步骤写出该晶面与X、Y、Z轴相交的长度，用单位矢量长度a、b、c的倍数r、s、t表示，然后取其倒数。将上述三个分数通分，取各分数分母的最小公倍数为分母。二、晶体取向表示晶面指数表示步骤取通分后三个分数的分子作该晶面的指数。当晶面与某个晶轴平行时，这个指数认为是0。如晶面与某一晶轴在其负方向相交，则于相应的指数上方加一负号表示。二、晶体取向表示在晶体点阵中任何一条穿过许多结点的直线的方向称为晶向，晶向指数即晶向矢量在三个晶轴上投影的互质整数比。晶面指数通过晶胞的原点，作一条平行于该晶向的直线。在这条直线上任取一点，并求出它在X、Y、Z轴上的三个坐标。将这三个坐标数值用同一个数相乘或相除，使得它们变成最小的整数比u、v、w，则uvw即为该晶向的指数，记作[uvw]。表示步骤二、晶体取向表示在立方晶体中，某一晶面（hkl）和相应指数[uvw]的晶向是互相垂直的，例如[100]晶向垂直于（100）晶面，[111]晶向垂直于（111）晶面。但在其它晶系的晶体中，这种关系不一定存在。晶向与晶面的关系PART03三、晶向与晶面的关系符号{hkl}表示所有的等效晶面族。在同一晶体中，如果有若干晶面系可以通过对称的操作而等同起来，则它们是等效晶面族。（1）具有同一种形式的所有晶面称为晶体学等效面，它们具有相同的物理性质（极性半导体晶体除外）。符号<hkl>和[hkl]也有类似的关系，表示满足晶体对称性要求的所有等效晶向。（2）晶体中最邻近的两个平行晶面间的距离称为晶面间距，晶面指数最低的晶面总是具有最大的晶面间距。（3）三、晶向与晶面的关系a=5.4305埃。（100）、（010）和（001）晶面间距最大，（310）晶面间距最小。三、晶向与晶面的关系晶面夹角公式:晶面投影表示PART04四、晶面投影表示（一）立方晶系结构半导体硅单晶在晶体学上为金刚石结构，属于立方晶系。晶体的投影实际包括两个步骤：第一步是晶体的球面投影。第二步是将球面投影转化为平面投影。

四、晶面投影表示（二）球面投影对晶体的每个晶面作法线并和球体表面相交于一点，这些交点都称为“极点”。所有极点的集合称为晶体的球面投影。在球面投影上，球面上的每一个极点都对应于立方晶体的某个晶面，从而建立起晶面与极点之间的一一对应关系。赤道平面投影PART05五、赤道平面投影以投影球的赤道平面作为投影面，以南极或北极为视点，投影落在赤道平面上，所以称为极射赤道平面投影。五、赤道平面投影选取通过参考球中心的赤道平面为投影面，并以赤道平面与参考球相交而成的大圆作为投影的边界，这个圆称为基圆。（1）如果参考球上的大圆通过南北极，则它的极射赤面投影为基圆上的一条直径。（2）如果赤道平面正好代表了晶体的对称平面，则赤道平面上两部份的球面投影完全对称，其极射赤面投影也完全相同。（3）五、赤道平面投影如果使晶体中某一主要晶向的极点位于极射赤面投影的中心，所得到的极射投影就是该晶向的标准投影，在标准投影中，该主要晶面与投影平面平行。课堂总结PART06小结SUMMARY01晶面指数的定义及表示步骤；02晶向指数的定义及表示步骤；