固體物理晶體結(jié)構(gòu)

固體物理晶體結(jié)構(gòu)第一頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五點陣：晶體中格點的總體，又稱為布拉菲點陣、布拉菲格子。這種格子的特點是每點周圍的情況都一樣。如果晶體由完全相同的一種原子組成，則這種原子所組成的網(wǎng)格也就是布拉菲格子，和結(jié)點所組成的相同。如果晶體的基元中包含兩種或兩種以上的原子，則每個基元中，相應(yīng)的同種原子各構(gòu)成和結(jié)點相同的網(wǎng)格，不過這些網(wǎng)格相對地有位移而形成所謂的復(fù)式格子。顯然復(fù)式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套構(gòu)而成。

晶格：通過點陣中所有節(jié)點的平行直線簇和平行平面簇構(gòu)成的網(wǎng)格。

元胞：反映晶格周期性的最小重復(fù)單元（側(cè)重最小重復(fù)單元，每個元胞中只有一個格點）。

晶胞（晶體學(xué)單胞）：既反映晶格周期性又反映晶格的空間對稱性的最小重復(fù)單元（側(cè)重空間對稱性，每個元胞可能不止一個格點）。圖1-1-2結(jié)構(gòu)、基元及點陣第二頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五一、單原子組成的元素晶格（1）簡單立方晶格圖1-1-3原子球的正方排列及其各層球完全對應(yīng)層疊形成的簡單立方晶格

（2）體心立方晶格的典型單元及堆積方式圖1-1-4體心立方晶格的典型單元及體心立方晶格的堆積方式第三頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五（3）原子球最緊密排列方式:面心立方晶格和六角密排晶格圖1-1-5原子球最緊密排列方式

當(dāng)層疊是ABABAB……方式則構(gòu)成六角密排晶格圖1-1-5-1原子球最緊密排列方式之一構(gòu)成的密排六角結(jié)構(gòu)第四頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)層疊是ABCABCABC……方式則構(gòu)成面心立方晶格（4）金剛石類晶格圖1-1-6金剛石類晶格結(jié)構(gòu)的典型單元圖1-1-5-2原子球最緊密排列方式之一構(gòu)成的面心立方結(jié)構(gòu)第五頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五金剛石類晶格是由面心立方單元的中心到頂角引8條對角線，在其中互不相鄰的4條對角線的中點，各加一個原子就得到金剛石類晶格結(jié)構(gòu)。也可看成面心立方沿體對角線平移1/4體對角線套購而成。除金剛石外，半導(dǎo)體硅和鍺也具有類似金剛石類晶格結(jié)構(gòu)。二、化合物晶體的結(jié)構(gòu)

(1)NaCl類晶格結(jié)構(gòu)其好似于簡單立方晶格，只是每一行相間地排列著正的和負(fù)的離子Na+和Cl-，堿金屬和鹵族元素的化合物都具有類似的結(jié)構(gòu)圖1-1-7NaCl類晶格結(jié)構(gòu)的典型單元第六頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五(2)CsCl類晶格結(jié)構(gòu)其好似體心立方晶格，只是體心和頂角是不同的離子(3)閃鋅礦ZnS類晶格結(jié)構(gòu)和金剛石類晶格結(jié)構(gòu)相仿，只要在金剛石晶格立方單元的對角線位置上放置一種原子，在面心立方位置上放置另一種原子（4：4）。圖1-1-9閃鋅礦ZnS類晶格結(jié)構(gòu)的典型單元圖1-1-8CsCl類晶格結(jié)構(gòu)的典型單元第七頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五§1-2晶格的周期性

對于晶格的周期性通常用元胞和基矢來描述，圖1-2-1中1、2、3均為最小重復(fù)單元，由此元胞的選取并不是唯一的。但各種晶格元胞都有習(xí)慣的選取方式，并用元胞的邊矢量作晶格的基矢，基矢之間并不都相互正交。圖1-2-1平面元胞示意圖第八頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五(1)簡單立方晶格的元胞三個基矢分別為：(2)面心立方晶格的元胞三個基矢分別為：第九頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五(3)體心立方晶格的元胞三個基矢分別為：第十頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五設(shè)為元胞中任意一處的位置矢量，Q代表晶體中的任一物理量，則：，l1，l2，l3為整數(shù)即任意兩元胞中相對應(yīng)的點的物理性質(zhì)相同。我們可以用表示一種空間點陣，即一組（l1，l2，l3）的取值表示格子中的一個格點，（l1，l2，l3）所有可能的集合就表示一個空間格子。實際晶體可以看成在上述空間格子的每個格點上放置一組基元（可為多種原子）。這個空間格子表征了晶格的周期性，稱為布拉菲格子。Cu的面心立方晶格，Si的金剛石晶格