固體物理要點(diǎn)總結(jié)-展示頁
2024-11-08 11:42本頁面
【正文】 近鄰的原子數(shù) ,可以被用來描寫晶體中粒子排列的緊密程度 ,這個(gè)數(shù)稱為配位數(shù) . 晶體有一種全同粒子組成 ,把粒子看作小圓球 ,則這些全同的小圓球最緊密的堆積稱為密堆積 ,密堆積所對(duì)應(yīng)的配位數(shù) ,就是晶體結(jié)構(gòu)中最大的配位數(shù) 全同的小圓球平鋪在平面上 ,任一個(gè)球都與 6 個(gè)球相切 .每三個(gè)相切的球的中心構(gòu)成一個(gè)等邊三角形 ,并且每個(gè)球的周圍有 6 個(gè)空隙 C 層有兩種不同的堆法 : C 層排列之一 —— 六角 密排晶格 :原子球排列方式按照 AB AB AB… ,垂直方向的軸稱為 c軸 例如 : Be,Mg,Zn,Cd 具有六角密排晶格結(jié)構(gòu) C 層排列之二 —— 面心立方晶格結(jié)構(gòu) 原子球按照 ABC ABC ABC…形成面心立方晶格 例如 : Cu,Ag,Au,Al 具有面心立方晶格結(jié)構(gòu) 金剛石由碳原子構(gòu)成 ,在面心立方晶格結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上多了 4個(gè)碳原子 ,這 4個(gè)原子分別位于 4個(gè)空間對(duì)角線的 1/4 處 ,1 個(gè)碳原子和其它 3 個(gè)碳原子構(gòu)成了一個(gè)正四面體 重要的半導(dǎo)體材料 ,例如 ,Ge,Si 等都有四個(gè)價(jià)電子 ,具有金剛石結(jié)構(gòu) 種化合物晶體結(jié)構(gòu) NaCl 晶格結(jié)構(gòu) :典型的離子晶體 ,Na+和 Cl離子分別構(gòu)成面心立方格子 ,由這兩個(gè)格子套構(gòu)而成 CsCl 結(jié)構(gòu)：是由兩個(gè)簡(jiǎn)立方的子晶格彼此沿立方體空間對(duì)角線位移 1/2 的長(zhǎng)度套構(gòu)而成 閃鋅礦結(jié)構(gòu) 立方系的 ZnS具有和金剛石類似的結(jié)構(gòu) ,其中的 Zn和 S分別組成面心結(jié)構(gòu)的子晶格沿空間對(duì)角線位移 1/4 的長(zhǎng)度套構(gòu)而成 許多重要的化合物 ,如半導(dǎo)體 GaAs,InSb 等是閃鋅礦結(jié)構(gòu) 167。晶體容易沿解理面劈裂，說明平行于解理面的原子層之間的結(jié)合力弱，即平行解理面的原子層的間距大，因?yàn)槊骈g距大的晶面族的指數(shù)低，所以解 理面是面指數(shù)低的晶面； ：屬于同一品種的晶體，兩個(gè)對(duì)應(yīng)晶面（或晶棱）間的夾角不變； ：在不同的帶軸方向上晶體的物理性質(zhì)不同。 準(zhǔn)晶體 : 內(nèi)部原子排列無嚴(yán)格的周期性 ,但有一定的規(guī)律性 。167。 晶體的宏觀特性 一、概念 晶 體：內(nèi)部原子呈周期性規(guī)則排列 。 非晶體：內(nèi)部原子排列無嚴(yán)格的周期性 二、特征 ：理想晶體中原子排列具有三維周期性，稱為長(zhǎng)程有序； ：晶體具有自發(fā)地形成封閉幾何多面體的特性，稱為晶體的自限性；沿某些確定方位的晶面劈裂的性質(zhì)，這樣的晶面稱為解理面。 一些晶格的實(shí)例 晶格：晶體中原子排列的具體形式，一般稱為晶體格子 原子球在一個(gè)平面內(nèi)呈現(xiàn)為正方排列，這樣的原子球?qū)盈B加起來就得到了簡(jiǎn)單立方格子。 晶體結(jié)構(gòu)的周期性與基本定義 空間點(diǎn)陣學(xué)說 空間點(diǎn)陣定義：晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以概括為是由一些相同的點(diǎn)子在空間有規(guī)則地作 周期性的無限分布，這些點(diǎn)子的總體稱為點(diǎn)陣。 ：空間點(diǎn)陣學(xué)說中的點(diǎn)子代表著結(jié)構(gòu)相同的位置。除邊界以外 , 布喇菲格子內(nèi)每一個(gè)格點(diǎn)都是等價(jià)的 , 它代表的內(nèi)容、它的環(huán)境與所處的地位是相同的。 特點(diǎn)：格點(diǎn)在頂點(diǎn)上，反映了晶格的周期性，體積為 1 個(gè)格點(diǎn)所占的體積 ：除了周期性外，晶體還有自己的特殊性，為了同時(shí)反映晶格的對(duì)稱性，往往選取體積較大的結(jié)構(gòu)單元，平行堆積，無交疊無間隙，充滿了整個(gè)晶格，此結(jié)構(gòu)單元稱為晶胞。其特點(diǎn)是：每個(gè)結(jié)點(diǎn)周圍的情況都一樣，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都是等價(jià)的，基元只有一個(gè)原子的晶格。它按以下方法選取 : 最近鄰或次近鄰兩兩格點(diǎn)間連線的垂直平分面 (三維 )、垂直平分線 (二維 )所圍成的原胞。 晶向、晶面 和它們的標(biāo)志 332211 alalalRl ???1． 晶列、晶向 任取兩格點(diǎn)的連線延伸 , 它必然穿過一串格點(diǎn) , 有無窮相互平行的晶列 , 它們通過所有的格點(diǎn) , 沒有遺漏 , 也沒有重復(fù) , 則稱這些平行的晶列為晶列簇。 也必有與它平行的無限個(gè)平面 , 它們覆蓋所有的格點(diǎn) , 沒有遺漏 , 也沒有重復(fù) , 則稱這些平行的晶面為晶面簇。 倒格子 ? 由于晶格具有周期性，一些物理量也具有周期性，如勢(shì)能函數(shù)： ? 如圖所示： A 點(diǎn)和 A，點(diǎn)的勢(shì)能相同，勢(shì)能函數(shù)是三維周期函數(shù)，引入倒格子，可以將三 維周期函數(shù)展開為傅里葉級(jí)數(shù) ? : ? 根據(jù)基矢定義三個(gè)新的矢量 : ? 以這三個(gè)新的矢量為基矢 ,可以構(gòu)成一個(gè)倒格子 , 倒格子的每個(gè)格點(diǎn)的位置 : ? 為倒格子矢量或倒格矢 ? 倒格子 與晶面密切相連的一類點(diǎn)子 ,這些點(diǎn)子 在空間呈周期性排列 —— 倒格子空間是正格子的倒易空間 —— 周期性函數(shù)可以展開為傅里葉級(jí)數(shù) 1) 正格子原胞體積反比于倒格子原胞體積 2）正格子中一簇晶面
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