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文檔簡介

§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞空間點陣(晶格)定義:晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)概括為是由一些相同的點子在空間有規(guī)則地作周期性的無限分布,這些點子的總體稱為點陣(晶格)。結(jié)點:代表結(jié)構(gòu)中相同的位置。每個結(jié)點周圍的情況都一樣,即每個結(jié)點都是等價的?;阂环N或數(shù)種原子構(gòu)成的基本的結(jié)構(gòu)單元,結(jié)點代表基元中任意的點子,通常代表基元的重心。點陣學說概括了晶體的周期性點陣晶體結(jié)構(gòu)基元§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞

布拉菲格子(Bravaislattice):布拉菲格子是矢量§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞原胞:晶體中最小的周期性重復單元,當平移布喇菲格子所有的格點,將精確地填滿整個空間,沒有重疊也沒有遺漏。一個原胞沿三維方向的重復排列構(gòu)成晶體??煞譃?固體物理學原胞:只要求反映周期性的特征(即只須概括空間三個方向上的周期大?。?,原胞可以取最小的重復單元,結(jié)點只在頂點上,內(nèi)部和面上皆不含其他結(jié)點。結(jié)晶學原胞:

周期性和對稱性原胞的選取是不唯一的,原則上講只要是最小周期性單元都可以,但實際上各種晶格結(jié)構(gòu)已有習慣的原胞選取方式。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞WS原胞:

固體物理學原胞并不能反映晶格的全部宏觀對稱性,為此,威格納和塞茲提出了另一種原胞,稱為威格納—塞茲原胞,簡寫為WS原胞。

如圖所示,若選定某一格點,從格點出發(fā)連接其它鄰近的格點并作這些連線的中垂面,則被這些中垂面所圍成的多面體就是WS原胞。

顯然,WS原胞也只包含一個格點,因此它與固體物理學原胞的體積一樣,也是最小周期性重復單元。原胞常取以基矢為棱邊的平行六面體,體積為:

上述取法只是原胞的習慣取法,但原則上原胞可以任意多種取法,只要滿足是晶體的最小重復單元這個條件。無論如何選取,原胞均有相同的體積,每個原胞含有一個格點。對有限大的晶體(非理想晶體),所含原胞和格點數(shù)相等?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞艾舍爾荷蘭著名版畫大師§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞定義:(1)布喇菲格子:基元只含有一個原子的晶格,或晶格中每個原子周圍情況都一樣。(2)復式格子:基元包含兩個或兩個以上原子的晶格,或晶格中至少有兩類原子,其周圍情況不一樣。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞例:一維布喇菲格子

定義:由一種原子組成的一維無限周期性點列,周期為a。原胞:長為a的一根直線段,原子在其兩端點。每個原胞含一個原子。原子晶格物理性質(zhì)周期性(平移對稱性):

Γ(x+na)=Γ(x)上式表示原胞中任一處x的物理性質(zhì),同另一原胞相應處的物理性質(zhì)相同?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞例:一維復式格子

定義:晶格中含有n(n≥2)類原子,其周圍情況不一樣,它們組成一維無限周期性點列,周期為a。晶體由同一種原子構(gòu)成,但原子周圍情況并不相同,亦是復式格子。原胞:長為a的一根直線段,一類原子在其兩端點,其余原子在線段上。每個原胞含n個原子。周期性:Γ(x+na)=Γ(x)§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞ABaa我們具體討論三個具有不同“點對稱性”的三維布喇菲格子原胞:(1)簡立方(2)體心立方(3)面心立方(1)簡立方簡單立方晶格的原子在立方體的頂角上,立方單元就是最小的周期性單元,晶格基矢沿三個立方邊,長短相等,三個基矢可以寫成:a1=ai,a2=aj,a3=ak

§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞

原胞體積:a3

。

自然界中幾乎沒有哪一種晶體原子是按簡立方排列,卻有不少復式格子的晶體可以看作是由簡立方結(jié)構(gòu)的子晶格穿套而成的。下面將要介紹的氯化銫結(jié)構(gòu)即為一典型的例子。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞(2)體心立方

體心立方是一種布拉菲格子,位于頂角和體心上的同種原子是完全等價的,它們具有完全相同的周圍環(huán)境,實際晶體是立方單元的重復延伸。體心立方晶格的立方體單元不是最小的周期性單元。在體心立方晶格中,可以由一個立方體項點到最近的三個體心得到晶格基矢a1、a2、a3,,以它們棱形成的平行六面體構(gòu)成原胞?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞原胞的體積為:

?=a1

?(a2xa3)=a3/2

為立方單元的一半。體心立方晶格中的一個立方單元體積中,包含有兩個原子,因而所構(gòu)成的平行六面體是最小周期性單元。

a1=a/2(-i+j+k)

a2=a/2(i-j+k)a3=a/2(i+j-k)三個晶格基矢可以寫成:

§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞

a1=a/2(i+j)a2=a/2(j+k)a3=a/2(k+i)(3)面心立方

面心立方也是一種布拉菲格子,因為處于面心的原子與處于頂角的同種原子是完全等價的。通常取原胞基矢(如圖)為:它們是由一個頂角到同屬一個立方單元的三個相鄰面心的矢量。容易驗證由這三個基矢圍成的原胞的體積?=a1

?(a2xa3)=a3/4,符合布拉菲格子原胞基矢的要求?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)(復式格子)(1)氯化鈉結(jié)構(gòu)(2)氯化銫結(jié)構(gòu)(3)金剛石結(jié)構(gòu)(4)閃鋅礦結(jié)構(gòu)(5)碳60晶體結(jié)構(gòu)§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞(1)氯化鈉結(jié)構(gòu)(堿金屬鹵化物晶體)氯化鈉NaCl是由氯離子和鈉離子結(jié)合而成,是典型的離子晶體。它好象是一個立方晶格,但每一行上相間地排列著正鈉離子和負的氯離子。

固體物理學原胞基矢就是面心立方的基矢,原胞內(nèi)包含兩個異號離子(氯離子和鈉離子)。

注意:不要將這種結(jié)構(gòu)視為原胞邊長為a/2的簡立方,因為氯離子和鈉離子是不等價的。

由氯離子和鈉離子組成的兩個面心立方晶格,彼此沿立方體邊錯開a/2的距離而穿套。a為立方體邊長。子晶格為面心立方的復式格子晶體結(jié)構(gòu)。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞(2)氯化銫結(jié)構(gòu)

氯化銫(CsCl)晶胞是復式格子,與體心立方相仿,只是體心位置為一種離子,頂角為另一種離子。如果把整個晶格畫出來,體心位置和頂角位置實際上完全等效,各占一半,正好容納數(shù)目相等的正、負離子。氯化銫結(jié)構(gòu)是由兩個簡立方的子晶格彼此沿立方體空間對角線位移1/2的長度套構(gòu)而成,它的固體物理學原胞是簡立方(原胞內(nèi)包含兩個異號離子),因此稱氯化銫結(jié)構(gòu)為簡立方結(jié)構(gòu)?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞注意:按固體物理的觀點,復式格子總是由若干相同結(jié)構(gòu)的子晶格互相位移套構(gòu)而成,說結(jié)構(gòu),取原胞都是對布喇菲格子而言。因此:氯化鈉型的結(jié)構(gòu)是面心立方(而不是簡立方);氯化銫結(jié)構(gòu)是簡立方(而不是體心立方)

。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞(3)金剛石結(jié)構(gòu)典型的、也是極為重要的晶體結(jié)構(gòu),因為重要的半導體材料鍺和硅就具有這種形式的結(jié)構(gòu)。金剛石結(jié)構(gòu)也可以用一立方單元表達。結(jié)構(gòu)特點:碳原子除去占有立方體的頂角與面心外,還有四個碳原子分別占據(jù)四條體對角線上距頂角處,即對角線長度的1/4處,a為立方單元邊長。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞每個原子有四個最近鄰,這四個最近鄰原子處在正四面體的頂角上,這是金剛石結(jié)構(gòu)的一個突出特點。最近鄰原子間的距離正好也就是體對角線長度的1/4。金剛石結(jié)構(gòu)并不是布拉菲格子,因為相鄰的兩個原子雖然相同卻并不等價。例如A和A‘原子?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞整個晶體結(jié)構(gòu)可看作兩個面心立方子晶格沿立方體對角線平移1/4對角線長度相互穿套而成。(位于立方體頂角與面心的原子等價,位于體對角線上的原子也是等價的。)金剛石的布拉菲格子是面心立方結(jié)構(gòu)所以稱金剛石的結(jié)構(gòu)是面心立方格子,一個晶胞內(nèi)包含8個原子。固體物理學原胞的取法同面心立方的布拉菲原胞的取法相同,原胞中包含兩個不等價的原子。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞1/201/201/201/2003/41/43/41/4原子在金剛石結(jié)構(gòu)立方晶胞中的位置分布圖圖中分數(shù)值表示以立方體邊長為單位,其原子處在基面上方的高度。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞(4)閃鋅礦(立方ZnS)型結(jié)構(gòu)如果在金剛石結(jié)構(gòu)中,頂角與面心處為硫離子,而在立方單元的內(nèi)部為鋅離子,就形成閃鋅礦型結(jié)構(gòu)。閃鋅礦型結(jié)構(gòu)為由硫離子和鋅離子各自構(gòu)成的面心立方子晶格沿立方體對角線平移1/4長度相互錯開穿套而成。其基由一對硫離子與鋅離子組成。許多重要的化合物半導體,如銻化銦、砷化鎵等都是閃鋅礦型結(jié)構(gòu)。§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞(5)碳60晶體結(jié)構(gòu)(Fuller烯結(jié)構(gòu))碳60是20世紀90年代初發(fā)現(xiàn)的由60個碳原子結(jié)合而成的分子,具有類似于足球形狀的籠形結(jié)構(gòu)。分子直徑約為10.9納米。以碳60分子作基形成的晶體相應的空間格子是面心立方。由60個面心立方子晶格穿套而成的復式格子,每個原胞內(nèi)均包含一個碳60分子?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞結(jié)構(gòu)類別基元中原(離)子數(shù)點陣子格子數(shù)SC結(jié)構(gòu)簡單1SC點陣1個格子BCC結(jié)構(gòu)簡單1BCC點陣1個格子FCC結(jié)構(gòu)簡單1FCC點陣1個格子金剛石結(jié)構(gòu)復式2FCC點陣2個格子NaCl結(jié)構(gòu)復式2FCC點陣2個格子CsCl結(jié)構(gòu)復式2SC點陣2個格子ZnS結(jié)構(gòu)復式2FCC點陣2個格子HCP結(jié)構(gòu)復式2簡單六角點陣2個格子ABO3結(jié)構(gòu)復式5SC點陣5個格子§1.3布喇菲空間點陣原胞晶胞AOB3晶體結(jié)構(gòu)(鈣鈦礦CaTiO3結(jié)構(gòu))重要的介電晶體具有類似的結(jié)構(gòu):鈦酸鋇(BaTiO3

)、鋯酸鉛(PbZrO3

)等。立方體頂角上是鋇,體心是鈦、面心上是三組氧。五個簡單立方結(jié)構(gòu)子晶格套構(gòu)而成?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞習題:P41,1(1),(2),(3)結(jié)構(gòu)的致密度:晶胞中剛性原子球占據(jù)的體積與晶胞體積的比值?!?.3布喇菲空間點陣原胞晶胞§1.4晶列晶面指數(shù)晶體的基本特征是具有方向性,沿晶體的不同方向,晶體性質(zhì)不同。聯(lián)結(jié)任意二個格點的一條直線上包含無限個相同格點,這樣的一條直線稱為晶列。同一個格子可以形成方向不同的晶列。

每一個晶列定義了一個方向,稱為晶向,它的確定依賴于晶體單胞的基矢。

所有與該晶列平行的全同晶列(有無窮多個)的集合稱為晶列族。1、晶列和晶列族

晶列族2、標示晶列的方法:

固體物理學原胞基矢表示:

取晶列上的某個原子或格點為原點O

同一列上的另一個原子A的位置矢量可表示為(任一格矢)

Rl=l1a1+l2a2+l3a3

若l1l2l3是互質(zhì)整數(shù),則[l1l2l3]表征了晶列的方向,稱為晶向指數(shù)。A§1.4晶列晶面指數(shù)結(jié)晶學原胞基矢表示a、b、c為坐標系三個軸,任一格矢

a、b、c并非原胞基矢,故m’n’p’并不一定是一組整數(shù);但m’n’p’是有理數(shù),可以取三個互質(zhì)整數(shù)m、n、p,使m:n:p=m’:n’:p’,則[m、n、p]表征了晶列的方向,稱為晶列的指數(shù)。§1.4晶列晶面指數(shù)(0,1,1)(1,0,0)§1.4晶列晶面指數(shù)

晶向上原子排列規(guī)律相同但空間方位不同的晶向?qū)儆谕痪蜃?,?lt;uvw>表示。

立方邊一共有六個不同的晶向,如圖:§1.4晶列晶面指數(shù)由于晶格的對稱性,晶體在這六個晶向方向上的性質(zhì)是完全等效的,通常寫成<100>。同理,沿立方體對角線的晶向共有8個,統(tǒng)稱這些晶向時,寫成<111>。

面對角線的晶向共有12個,只注明其中一個的晶向指數(shù),寫成<110>?!?.4晶列晶面指數(shù)描述一個平面的方位:在一個坐標系中表示出該平面的法線的方向余弦;或者表示出這平面在三個坐標軸上的截距。2、晶面和晶面族

定義:

布喇菲格子的格點還可以看成分布在一系列平面簇上,這個平面簇即晶面,用晶面指數(shù)(hkl)表示。§1.4晶列晶面指數(shù)

設某一族晶面的面間距為d,它的法線方向的單位矢量為n。這族晶面中,離開原點的距離等于μd的晶面的方程式為晶面的表示選取某一格點為原點,原胞的三個基矢a1、a2、a3為坐標系的三個軸,這三個軸不一定相互正交。μ為整數(shù),x是晶面上任意點的位矢?!?.4晶列晶面指數(shù)設此晶面與三個坐標軸的交點的截距分別為:ra1、sa2、ta3,依次代入上式就得到:取a1、a2、a3為沿三個軸的自然的長度單位,得:§1.4晶列晶面指數(shù)晶面的法線方向n與三個坐標軸(基矢)的夾角的余弦之比等于晶面在三個軸上的截距的倒數(shù)之比?!?.4晶列晶面指數(shù)

截距為(r,s,t)的晶面族中,總有兩個晶面分別通過基矢的兩端,從而這個晶面族把基矢分別截成個等長的小段。晶面指數(shù)與截距的關(guān)系

由方程(2)就得到第一晶面滿足的方程組:由圖可以看出,該晶面系中離原點最近的晶面(μ

=1)的截距分別是

§1.4晶列晶面指數(shù)晶面族的法線與三個基矢的夾角余弦之比等于三個整數(shù)之比?!?.4晶列晶面指數(shù)系數(shù)的倒數(shù)通常用從原點算起的第一個晶面的截距

使用r.s.t的倒數(shù)的互質(zhì)整數(shù)比(h1h2h3),可以避免當晶面與某軸平行時出現(xiàn)的無窮大。標志這一族晶面,記為稱為該族晶面的晶面指數(shù)?!?.4晶列晶面指數(shù)晶面族的兩種標示方法:

晶面族的標示方法一:以固體物理學原胞基矢a1、a2、a3為坐標系三個軸,用晶面族的法線的方向余弦(h1h2h3)來標示晶面,稱為該晶面族的晶面指數(shù)。

晶面族的標示方法二:以結(jié)晶學原胞基矢a、b、c為坐標系三個軸,用晶面族的法線的方向余弦(hkl)來標示晶面,稱為該晶面族的密勒指數(shù)。§1.4晶列晶面指數(shù)對晶面指數(shù)需作如下說明:

h、k、l分別與X、Y、Z軸相對應,不能隨意更換其次序。

若某一數(shù)為0,則表示晶面與該數(shù)所對應的坐標軸是平行的。例如(h0l)表明該晶面與Y軸平行。若截某一軸為負方向截距,則在其相應指數(shù)上冠以“-”號。

在晶體中任何一個晶面總是按一定周期重復出現(xiàn)的,它的數(shù)目可以無限多,且互相平行,故均可用同一晶面指數(shù)(hkl)表示。所以(hkl)并非只表示一個晶面,而是代表相互平行的一組晶面。§1.4晶列晶面指數(shù)

h、k、l分別表示沿三個坐標軸單位長度范圍內(nèi)所包含的該晶面的個數(shù),即晶面的線密度(比例關(guān)系)。例如,(123)表示在X軸的單位長度內(nèi)有1個該晶面,在Y軸單位長度內(nèi)有2個該晶面,而在Z軸單位長度內(nèi)有3個該晶面,而其中距原點最近的晶面在三坐標軸上的截距為1、1/2、1/3。

在晶體中有些晶面具有共同的特點,其上原子排列和分布規(guī)律是完全相同的,晶面間距也相同,唯一不同的是晶面在空間的位向,這樣的一組等同晶面稱為一個晶面族,用符號{hkl}表示?!?.4晶列晶面指數(shù)例:晶面ABC沿單胞基矢方向的截距分別為4a,b和c,系數(shù)倒數(shù)比為1/4:1:1=1:4:4,因而其密勒指數(shù)即為。晶面A’B’C’D’的截距為2a,4b與∞c,因而其密勒指數(shù)為;晶面EFG的密勒指數(shù)則應為§1.4晶列晶面指數(shù)

用一組花括號來表示不同指數(shù)的等價晶面族例如:{100}可以代表立方對稱晶體的(100)、(010)與(001)三組等價的晶面族。

{111}則可概括立方晶體的四組等價晶面族。§1.4晶列晶面指數(shù)§1.4晶列晶面指數(shù)上圖中所標出的晶面a1b1c1,相應的截距為1/2、1/3、2/3,其倒數(shù)為2、3、3/2,化為簡單整數(shù)為

4、6、3,所以晶面a1b1c1的晶面指數(shù)為(463)?!?.4晶列晶面指數(shù)在立方系中,晶面族中所包含的各晶面其晶面指數(shù)的數(shù)字相同,但數(shù)字的排列次序和正負號不同。如圖所示,在立方系中:

{100}包括:(100)、(010)、(001);

{110}包括:

{111}包括:§1.4晶列晶面指數(shù)六方密堆積結(jié)構(gòu)與單胞示意ABAB§1.4晶列晶面指數(shù)六方晶系的一些晶向指數(shù)與晶面指數(shù)

晶體中一些晶面的密勒指數(shù)密勒指數(shù)簡單的晶面如(100)、(010)之類,它們面上的原子聚集的密度較大,而晶面間的距離也較大。原子聚集密度較大的晶面,它們之間的距離較大,結(jié)合力較弱,因而容易分裂開,這樣的晶面稱為解理面。一般而言,低指數(shù)的晶列與晶面都是比較重要的。§1.4晶列晶面指數(shù)§1.5倒格空間

在固體物理學中,為了從本質(zhì)上分析固體的性質(zhì),經(jīng)常要研究晶體中的波。根據(jù)德布羅意在1924年提出的物質(zhì)波的概念,任何基本粒子都可以看成波,也就是具備波粒二象性。這是物理學中的基本概念,在固體物理學中也是一個貫穿始終的概念:

在研究晶體結(jié)構(gòu)時,必須分析X射線(電磁波)在晶體中的傳播和衍射;在解釋固體熱性質(zhì)的晶格振動理論中,原子的振動以機械波的形式在晶體中傳播;在能帶理論中,電子的空間分布以幾率波的形式描述。

波是在晶體中傳播的,所以必然受制于晶體的結(jié)構(gòu),與晶體的對稱性密切相關(guān),包括我們后面就要討論的各種平移、旋轉(zhuǎn)、鏡反射對稱性。本節(jié)內(nèi)容在K空間看晶體結(jié)構(gòu)倒格子倒格子基矢正格子和倒格子之間的關(guān)系

本節(jié)討論的倒格子(倒易點陣、倒格空間)與后面將要提及的布里淵區(qū),就是試圖給出晶體中傳播的波的一些普遍的幾何特性。

1913年,德國人厄瓦耳(P.P.Ewald1888-1985)為解釋X射線的單晶衍射的結(jié)果,提出了厄瓦耳球的概念,同時引進倒易空間的概念。

倒易空間對理解衍射問題極有幫助,更是整個固體物理的核心概念?!?.5倒格空間

一、倒格子定義是一個晶格的基矢,該點陣的位移矢量為:假設原胞體積是:它們的關(guān)系滿足:現(xiàn)在定義另一晶格的3個基矢:則稱這兩種格子互為正倒格子。若基矢的格子為正格子,則的格子就是倒格子。反之亦然。位移矢量就構(gòu)成了倒易點陣。§1.5倒格空間

b1b2b3a1a2a3式中,兩組基矢滿足正交歸一的關(guān)系,數(shù)學地體現(xiàn)了倒易點陣和布喇菲點陣互為傅里葉空間的關(guān)系。倒易點陣的物理意義晶格的Fourier變換

倒易點陣的物理意義和在分析周期性結(jié)構(gòu)和相應物性中作為基本工具的作用,需要我們在使用中逐步理解。證明

晶體具有平移周期性,晶體中任一處的物理量F(r)也具有周期性(質(zhì)量密度、電子云密度、離子實產(chǎn)生的勢場),故可寫成:其中§1.5倒格空間

代表晶體中的平移矢(正格矢)。把F(r)展為傅里葉級數(shù),得稱為傅里葉系數(shù),顯然由有§1.5倒格空間

引入即不是我們所要的結(jié)果。而相當于§1.5倒格空間

因此有μ為整數(shù)。因為Rl是正格矢,這里把Kh稱為倒格矢。將代入(4)式,得h1,h2,h3為整數(shù),這樣可設倒格矢的基矢為:由于上式對任意整數(shù)l1,l2,l3成立,要求§1.5倒格空間

顯然,當?shù)垢褡踊竍j(j=1,2,3)與正格子基矢ai(i=1,2,3)之間符合正交歸一關(guān)系(5)式自然滿足?!?.5倒格空間

同一物理量在正點陣中的表述和在倒易點陣中的表述之間服從Fourier變換關(guān)系。

一個物理問題,既可以在正(實、坐標)空間描寫,也可以在倒空間描寫。

正(實、坐標)空間與倒(K)空間是不同的表象適當?shù)倪x取一個表象,可使問題簡化,容易處理?!?.5倒格空間

實際上,晶體結(jié)構(gòu)本身就是一個具有晶格周期性的物理量,所以也可以說:倒易點陣是晶體點陣的Fourier變換,晶體點陣則是倒易點陣的Fourier逆變換。正格子的量綱是長度l,稱作坐標空間,倒格子的量鋼是長度的倒數(shù)l-1,稱作波矢空間。例如:正點陣取cm,倒易點陣是cm-1。倒易點陣是在晶體點陣(布拉菲格子)的基礎上定義的,所以每一種晶體結(jié)構(gòu),都有2個點陣與其相聯(lián)系。一個是晶體點陣,反映了構(gòu)成原子在三維空間做周期排列的圖像;另一個是倒易點陣,反映了周期結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)的基本特征。關(guān)于正空間與倒空間§1.5倒格空間

后面我們將看到:晶體的顯微圖像是真實晶體結(jié)構(gòu)在坐標空間的映像。晶體的衍射圖像則是晶體倒易點陣的映像?!?.5倒格空間

Ω為三維布拉菲點陣的原胞體積。以立方晶系為例,如為簡立方結(jié)構(gòu),則有:

設某晶體結(jié)構(gòu)原胞的基矢為a1.a2.a3,則,二、正倒格子間的關(guān)系(1)倒格子基矢與正格子原胞基矢間關(guān)系:§1.5倒格空間

則倒格子基矢為:

簡立方的倒格子在其所處的空間(倒空間)也是簡立方。從關(guān)系式可知,倒格子只由正格子原胞基矢確定,而與具體正格子空間中的晶體結(jié)構(gòu)究竟是布喇菲格子還是復式格子無關(guān)。

如一復式格子是由若干相同的布喇菲格子穿套而成,則其倒格子也就是此布喇菲格子的倒格子。§1.5倒格空間

普遍而言,正空間中的點陣與其倒易點陣屬于同一種晶系。一般正、倒點陣是同一種布喇菲點陣。例外的情況,面心和體心類型的布喇菲點陣互為對方的倒易點陣。§1.5倒格空間

倒易點陣例子§1.5倒格空間

倒易點陣例子§1.5倒格空間

倒易點陣例子§1.5倒格空間

倒易點陣例子§1.5倒格空間

(2)倒格子原胞體積與正格子原胞體積互為倒數(shù)令Ω’為倒格子原胞體積,利用三重矢積公式§1.5倒格空間

Page76由圖可知,ABC面上矢量CA,CB可寫為:(3)正格子中一族晶面(h

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