固体物理晶体结构.ppt

固体物理Solid State Physics
第一章晶体结构和X射线衍射
晶体的特征
固体晶态:有固定熔点,金属、岩盐、石英、金刚石
非晶态:没有固定熔点,橡胶、塑料、玻璃、腊
晶态:长程有序(分子排列在微米量级范围是有序的。)
非晶态:无规则的,或称其为短程有序的。
凹多面体
单晶体外形上晶面有规则配置,反映内部分子(或原子)是排列有序的。
解理性:沿着某些确定方位的晶面劈裂。
晶面: 晶体中具体有某个方位的面。
晶棱:晶面之间的交线。
晶带:晶面的交线互相平行,这些晶
面的组合称为晶带
带轴:互相平行的晶棱的共同方向,
称为该晶带的带轴。
三点:
由于生长条件不同,同一种晶体外形不一定一样。
晶面夹角是晶体晶种的特征因素,不受外界影响。晶面角守恒定律
晶面方位:用晶面法线取向来表征晶面的方位,以法线间夹角表征晶面间夹角。
空间点阵(SPACE LATTICE)
阿羽衣“坚实的基石”重复规则排列而成
晶体学中的有理指数定律密勒指数
布喇菲的空间点阵学说:
晶体的内部结构可以概括为一些相同的点子在空间有规律地作周期性的无限分布。
点阵: 这些点子的总体称为点阵。
空间点阵学说含义:
(1) 点子:代表着结构中相同的位置,叫做结点。
特征:每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(surrounding)
同一种原子
结点是原子本身的位置。
数种原子
结点是基元的重心。
位置是相同的。
(2) 周期性
基元沿空间三个不同的方向,各按一定的距离周期
性地平移,每一平移的距离称为周期。
(3) 晶格
通过点阵中的结点作许多平行的直线族和平行的晶
面族,点阵就成为一些网格晶格
原胞:重复的单元。
边长等于该方向上的周期,结点为顶点的平行六面
体
晶体学原胞:
为反映晶体的对称性,体积不一定最小
(4) 布喇菲点阵
多种原子:同种原子组成子晶格
相对位移形成复式格子。
相对结构子晶格相互位移套构而成
晶格的周期性,基矢
定义:
布喇菲格子:基元只有一个原子的晶格。
复式格子:基元含有2种或2种以上的原子。
一维的布喇菲格子
x

a
一个原子加上原子周围长a的区域
2 ×1/2=1 个原子原胞
Γ(x+na)=Γ(x)
一维的复式格子
b a

a
A,B两种原子组成一无限的周期性点列。
A 原子组成一个子晶格原胞
B 原子组成一个子晶格
原胞有两种画法:
每个原胞中含有一个A原子,一个B原子。
同种原子组成的复式格子。
原子周围的情况并不相同,例如:有2种不同情况。
a

原胞
每个原胞含有2个原子:一个A1,
一个A2,基元是由A1,A2原子组成。
三维的情况
原胞最小的重复单元
固体物理学原胞:对于布喇菲格子,只含有一个原子。
A1 A2