工程制图2702638454.ppt

1、固体物理Solid State Physics，第一章结晶构造和x射线衍射，1.1结晶的特征固体结晶状态：有固定熔点，金属，盐岩石，灰水晶，金刚石非晶质：没有固定熔点，橡胶，塑料，玻璃，蜡晶质：长程有序(。 非晶质体状态：不规则，称为短程有序。 凹多面体单晶体外形上的晶面有规律地配置，反映出内部分子(或原子)有排列规律。 解理性：沿着决定某方位的晶面裂开。 晶面：晶体中具有具体取向的面。 晶棱：晶面间的交线。 结晶带：结晶面的交线相互平行，将这些个的结晶面的组合称为结晶带，带轴：相互平行的结晶棱的共同方向称为该结晶带的带轴。 三点：根据生长条件不同，相同的结晶外形也不同。 晶面夹角是晶种的特征

2、因素，不受外界影响。 晶面角守恒定律的晶面方位：以晶面的法线取向表示晶面的方位，以法线间夹角表示晶面间夹角。 1.2空间格子阿羽衣“坚固的基石”是重复规则排列而成的结晶学中的有理指数法则密勒指数布依的空间格子说：晶体的内部构造可概括为几个相同的想法在空间上有规律地周期性的无限分布。 点列：这些个创意的总称叫做格子。 (1)构思：表示结构中的相同位置，称为节点。 特征：各图案点在空间分布中必须是完全相同的周围环境(surrounding )、相同的原子节点是原子本身的位置。 几个原子节点是基本体的重心。 位置是一样的。 (2)周期性基元沿空间的3个不同方向，分别以一定的距离周期性平移，每个平移的

3、距离称为周期。 (3)晶格通过晶格中的结点制作多个与平行的直线族平行的晶面族，则晶格为几个晶格晶格，原单元：成为重复单位。 边长等于该方向的周期，结点为顶点的平行六面体结晶学原细胞球：为了反映晶体的对称性，体积不一定最小(4)布拉夫领伊格的多种原子：同种原子组成子格相对位移形成复式格. 1.3晶格的周期性，向量定义：布拉夫领伊晶格：向量仅具有一个原子的晶格。 复式格子：尤针织面料含有两种以上的原子。 将原子周长a加到一维度的布拉夫领晶格xa1原子上的区域2 1/2=1原子细胞球(x na)=(x )、一维度的复式晶格b a a A、b a原子构成一个子晶格原细胞球的b原子构成一个子晶格原细胞球

4、的情况下，在各个原细胞球中包含一个a原子和一个b原子这两个描绘、由同种原子构成的复式晶格。 原子周围的情况不同。 例如，有两种情况。 a原细胞球在每个原细胞球中含有2个原子： 1个A1、1个A2，尤针织面料由A1、A2原子组成。 在三次元的情况下，原细胞球最小的重复单位固体物理学原细胞球：浮置扩散晶格中只包含一个原子。、A1 A2、复式晶格：原子中的原子的数量=原子中的原子的数量三次元的情况下：为了将对称性反映到云同步，在结晶学中通常将最小重复单位的数倍设为原子。 因此，结点不仅存在顶角，也存在面心、体心。 固体物理学：只选择反映格子周期性的原细胞。 三维格子的重复单位是长方体。 格子的周期性

5、： r是重复单位的任意一个二进制位矢量。 (r)=(r l1a1 l2a2 l3a3) l1，l2，l3整数a1，a2，a3重复单位的边长向量，周期，结晶学结晶学中的块原始细胞球由对称的特征选择。 在基矢量为结晶轴方向、固体物理学中选择的原单元不是任意的重复单位，基矢量方向和结晶轴方向具有一定的相对取向。结晶学中的立方晶系、布拉夫领原细胞球、简立方(SC )体心立方(BCC )面心立方(FCC )、三种晶格的固体物理学原细胞球简立方： 81/8=1仅包含一个原子细胞球的基矢量： a1=ia a2 a1=(a/2 ) I (a/2 ) j (a/2 ) k=a/2 (ijk )同理a3=a面心立

6、方，包括81/8 61/2=4个原子a1=a/2(j k) a2=a/2(k i) a3=a/2(i j )，、二、立方晶系中的复式晶格(1)异种原子1、氯化可知，Na FCC结构的固体物理学原细胞球：放置在角上的Na内部含有Cl-原细胞球的Na、Cl-.原子(络离子)数：2、氯化铯结构的Cl-和Cs分别构成简单立方结构的晶格。 所述氯化铯的结构是两个简单立方的晶格彼此相对于折角线沿立方空间偏移1/2的长度。 固体物理学的原细胞球是简单的立方，每个原细胞球都含有两个原子。 (2)同种原子固体物理学的观点：说到结构，取原细胞球对于布拉夫领伊格来说。 (考虑对称性)，金刚石结构面心立方原细胞球内还

7、存在四个原子，这些个四个原子分别位于空间对折角线的1/4的碳四面体片结构碳原子混合模式图看到c的一个原子、两个位置. 金刚石结构是复式晶格，2个面心立方晶格彼此沿着其空间对折角线位移1/4的长度。 半导体材料：锗Ge、硅Si .与金刚石结构相同。 闪锌矿结构、硫化锌金属铅ZnS硫和亚金属铅分别构成面心立方晶格。 使1/4长度沿着空间的对折角线位移而构成。 化合物半导体：锑化铟、砷化镓、磷化钼钙钛矿构造钛酸钙元素CaTiO3介电质结晶：钛酸钡BaTiO3铌酸锂PbZrO3锆英石酸金属铅LiNbO3钽酸锂LiTaO3强介电质结晶超过120 C，铁元素点性消失、 钛酸钡的结晶学原基钡在顶角钛的中心的

8、OIII )，由被称为钙钛矿结构的5个简单的立方晶格结构形成，OI、OII、OIII与全等三角形的氧八面体相连：每原细胞球有8个这样的三角形面，包围八面体的Ti 钙钛矿型化学式： ABO3镍锌铁氧体(具有第一铁元素磁性)也具有氧八面体，但不是钙钛矿型。 钨构造原细胞球包含1 81/8=2个B 121/2=6个A B原子：顶角及体心a原子：各面各2个，在面中线的三次元对置面上a原子的排列相互垂直。 6个a原子的周围互不相同。 组成六个简立方。 体心b原子构成简单的立方。 钨结构的复式晶格由8个简单立方晶格组成。、返回，1.5反光栅，具体化的说明3360光栅周期法线方向：标识牌一组结晶面的特征密勒

9、指数：通过光栅基矢量和法线取向，密勒指数能够求出。 面指数： (001 )，面间距离：d=c，n=001，a，b，c， 假设：向量是未知的，只有周期性分布的亚同晶面族的pointscorrespondwiththecrystalplanes .逆光栅：是由上述假想构思构成的光栅.1.逆光栅和光栅的几何关系：面ABC，法线on，法以OP=为ABC面间隔的b，c，n，p，电子衍射图，逆晶格：这些个的新晶格为原来的晶格的逆晶格正晶格：原来的晶格(实际三度空间)正逆晶格基矢量的关系：正晶格的基矢量： a1，a2， a3正格子坐标面： a3 (a1a2面) b3 d3 (a2a3面) b1 d1 (a1

10、a3面) b2 d2 b1、b2， b3是反晶格基矢量正晶格原细胞球体积：=a1a2a3=a3a1a2=a2a3a1=d3的d3=/a1a2定义了将反晶格向量： B3=2a1a2/B2=2a3a1/B1=2a2a3/物理意义3360晶格的晶面群变换为反晶格的一点用于说明晶体衍射问题的互逆.逆晶格线度量纲：1/米2 .逆晶格基矢量： bj (j=1，2，3 )，正晶格基矢量： ai (I=1，2， (3)也称为状态空间。坐标(位置)空间：是由正晶格组成的空间。反晶格是(晶体结构)晶格的状态空间中的化身。3 .反晶格和正晶格之间的关系除了： (1)因子以外，体积彼此为倒数。=b1b2b3=a2 a

11、3a3 a 点乘积为0.=a2a3 a1=(2)证明正晶格中的一族晶面(h1 h2 h3)与反格箭头Kh=h1 b1 h2 b2 h3 b3正交。 a2、a3上的截距： a1/h1、a2/h2、a3/h3矢量3360 AC=ocoa=a3/h3a1/h1ab=oboa=a2/h2a1/、或晶面族(h1 h2 h3)，和， 中距原点的距离为的晶面方程式： x是该晶面上的任意点的位置矢量，必须为一个正格向量、一个反晶格向量，可以用上述方法同样地制作第二、第三、布里渊区。二次元正方格子原单元基矢量、逆格子原单元基矢量：倒易点阵距离原点最近的逆格子点有4个，对应的逆格子矢量，这些垂直平分线的方程式被这

12、些个的垂直平分线包围的区域为简约布尔区域，还称为第一布尔区域。继续寻找下一个邻近的倒格子点，对应的倒格子箭头的垂直平分线包围区域，构成第二布里昂区域。 用同样的方法建立更高水平的布里渊区。.体心立方晶格、体心立方的逆晶格是面心立方，最接近原点的有12个逆晶格点，在正交坐标系，其坐标是：对应的逆晶格箭头的中垂直面包围菱形的十二面体：其体积正好是逆晶格原单元的体积大小， 3 .面心立方晶格的逆晶格有八个最接近体心立方原点的逆晶格点：1.7晶系亚拉夫领原细胞球结晶学、亚拉夫领原细胞球晶格周期性结晶对称性不一定最小的重复单位一般包含几个最小的重复单位交点在内，不仅存在于顶角，也存在于体心、面心。 结晶

13、坐标系：原单元的基矢量沿着对称轴或者对称面的法线构成结晶的坐标系。 晶轴：基矢量的结晶方向是坐标轴的结晶方向，构成结晶的坐标系。 光栅常数：晶轴上的周期把基矢量的大小称为晶轴。 结晶系和八拉夫领晶格的7个结晶系、14种八拉夫领八原细胞球、简单三斜、简单斜、底心单斜、返回、底心正交、简单正交、面心正交、体心正交1.8密堆积配位数平衡位置， 结合能最低的位置.粒子排列采用尽可能密集的方式.记述离配位数：个粒子周围最近的粒子数.密合度.小球.密堆积构造：六角密积：ABAB六方密积： ABCABC配位数12，同一层与6个求正切的结晶构造的最大配位数。 配位数为8 :体心，氯化铯型结构，配位数为6 :氯化纳金属钍型结构配位数为4 :四面体片结构配位数为3 :层状结构配位数为2 :链状结构(1)，