固体与半导体物理第一章(2).ppt

1、特点：顶点和体心有格点， 晶胞含2个格点。,1.2 常见晶体结构,一.在立方晶系的三个布拉菲晶胞中选取原胞 1.简单立方 2.体心立方,晶胞基矢,原胞基矢,iii,i,i,i,j,k k,体积 晶胞：,原胞1个格点,原胞:,晶胞2个格点,有何不同？,特点：顶点和面心有格点， 晶胞含4个格点。,3. 面心立方,晶胞基矢,原胞基矢,体积 晶胞： 原胞：,晶胞体积4个格点，原胞1个格点。,二.几种常见的晶体结构 1.氯化钠（NaCl),两面心立方沿基矢位移 1/2套构而成。,NaF，KCl，KBr.,两个由碳原子组成的面心 立方沿立方体体对角线位移 1/4套购而成。 Si、Ge,2.金刚石,与金刚石

2、类似。两个 面心立方的元素 一个是S，一个是Zn。 GaAs、InP、InSb,2.闪锌矿（ZnS),三.原子堆积,1.基本概念 （1）配位数每个原子周围最近邻的原子数。 （2）密堆积原子看作等径小球，最紧密的堆积。,（3）致密度晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比。,2.几种常见晶体结构的原子堆积,（1）密积六方结构 Be，Mg，Ca，Zn，Hg A:密堆积方式,B:晶体结构,C:配位数12 D:致密度0.74,（2）密积立方结构 Au，Ag，Cu，Al A:密堆积方式,B:晶体结构： 面心立方,C:配位数：12 D:致密度：0.74,（3）金刚石结构,A:密堆积方式 每个原子有4个最近邻的原子

3、， 处在一个正四面体的顶角位置。,B:晶体结构：复式格子 C:配位数： 4 D:致密度：0.34,1.2晶体的对称性、晶系、布拉菲晶胞,一.晶体的对称性,1.基本的对称操作,对称操作？使几何图形保持不变的操作 如：旋转、反映、倒反、象转和旋转-倒反,对称性？晶体进行几何操作保持晶体性质不变的特性,对称要素：线、点、面,(1)旋转对称 Cn 线,当晶体绕某一轴u 旋转后， 又与自身重合。 具有旋转对称性。,n 只能取 1、 2、 3、 4、 6,通过晶体的一平面， 对应点（x，y，z）变成 （-x，y，z）操作后， 又与自身重合。,(2)反映（镜面对称） 面,O点为原点， 点（x，y，z）变 成

4、（-x，-y，-z）后， 与自身重合,(3)倒反（中心对称） i 点,C2,h,S2,绕固定轴u旋转后， 再以垂直于u轴的镜面 进行镜面反映。,(4)象转对称 Sn 线和面,旋转与反映的复合操作,晶体绕某轴u旋转后， 进行倒反操作能复原。,(5)旋转倒反 线和点,2. 8种独立的基本对称操作,对称操作的关系,8种独立的基本对称操作,对称操作多少可衡量晶体对称性高低， 对研究晶体结构十分有用。,3.点群及空间群,空间群 描述晶体宏观对称要素和微观对称要素的 所有可能组合，共有230种空间群。,点群 描述晶体宏观对称要素的所有可能组合， 一种组合代表了晶体的一种宏观对称性。 由于晶体具有周期性，只有32种组合 。,二.晶系、布拉菲晶胞,根据晶胞晶轴间夹角和棱边长度,七大晶系，14种布拉菲晶胞,简单三斜,简单单斜,底心单斜,返回,abc ,abc =90,底心正交,简单正交,面心正交,体心正交,返回,abc =90,简单三方,简单六方,简单四方,体心四方,返回,a1=a2c =90 =120,a=b=c =90