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NO.1晶体结构 绪论 物质的状态 ： 固态，液态，气态，等离子态等。 什么是固体？ 在温度和压强一定，且无外力作用时，形状和体积保持不变的物体。从微观角度而言，固体的组成粒子之间保持基本固定的空间关系。 固体的分类 晶体：具有规则结构的固体，原子在空间周期性排列，具有长程序。 非晶体：原子的排列没有明确的周期性，或者仅仅具有短程有序。 准晶体：有序程度介于晶体和非晶体之间。具有某种转动对称性，不具有平移对称性(周期性)。 固体物理的研究对象：研究固体的结构，及其组成粒子之间相互作用和运动规律，以阐明其性质和用途的一门学科.” 凝聚态物质：包括固体、液体, 及介于固体和液体之间的软物质（如液晶，胶体），它们是原子、离子或分子的聚集体。 晶面角守恒定律；晶体的解理性；晶胞学说；空间点阵学说；空间群理论??? 固体物理包含： 晶格动力学（原子的运动规律）：1. 晶体结构2. 固体的结合3. 晶格振动和热学性质 固体电子论（核外电子的运动规律）：4. 能带理论5. 晶体中电子的运动6. 金属电子论 专题应用（子领域和子课题）：7. 半导体电子论8. 固体磁性9. 固体的光吸收10. 超导电性11. 固体的元激发12. 缺陷和扩散13. 相图 一些晶格的实例 晶格(Lattice)：晶体中原子排列的具体形式。 晶格实例： 1. 简单晶格：简单立方（Simple Cubic, SC）；体心立方晶格（Body Center Cubic, BCC）；面心立方晶格(Face Center Cubic, FCC)； 2. 复式晶格：六角密排晶格；金刚石晶格结构；NaCl结构；CsCl结构；闪锌矿结构；钙钛矿结构 3. 金刚石晶格结构 ——碳原子构成的一个面心立方原胞内还有四个原子，分别位于四个空间对角线的 1／4处 4. CsCl结构 —— 由两个简单立方子晶格彼此沿立方体空间对角线位移1／2 的长度套构而成 5. NaCl晶格 —— Na+和Cl-各有一个相同的面心立方晶格, 沿立方轴错开1/2晶格常数 复式格子的原胞就是相应简单晶格的原胞 6. 闪锌矿结构：相当于两个面心立方晶格沿对角线方向错开1/4距离套构而成 晶格的周期性描述 原胞：晶格的最小周期性重复单元（Primitive cell） 基矢：原胞的边矢量（primitive vectors） 晶胞 (单胞)：为了反映晶格的对称性，选取比原胞体积较大的周期单元。这种单元称为晶体学单胞，简称为晶胞或者单胞。 简单立方晶格：晶胞＝原胞 体心立方晶格 原胞是一个平行六面体，边长为 /2 a, 余弦定理 cosa = - 1/3，邻边夹角为109o 27′ 6. 面心立方晶格 原胞只含一个原子，是最小周期性单元。 cosa = 1/2 , a = 60o 7. 简单六角晶格 体积只占立方单元的1/3,原胞包含1个原子 8. 六角密排晶格 积只占立方单元的1/3，原胞包含2个原子 9. 复式格子的原胞：就是相应简单晶格的原胞，一个原胞中包含各种等价原子各一个；复式晶格中每一种等价原子形成一个简单晶格；各个简单晶格是相同的；复式晶格是由简单晶格相互套构而成的。 10. 布拉伐格子 （Bravais lattice）：一定是简单晶格 布拉伐格子是矢量所代表的全部端点的集 合，其中n1,n2,n3取数，a1,a2,a3为布拉伐格子的基矢量。 11. 布拉伐格子是一个无限延展的理想点阵。 是一种数学上的抽象，是几何点在空间中周期性的排列，布拉伐格子代表了晶体的平移对称性 12. 晶格 ＝ 布拉伐格子 ＋ 基元 13. Wigner-Seitz原胞（WS原胞）的定义 以晶格中某一点为中心，作其与近邻格点(包括最近邻、次近邻、第三近邻……)连线的垂直平分面，这些垂直平分面围成的图形构成WS原胞。 14. 面心立方格子的WS原胞：正十二面体 体心立方格子的WS原胞: 截角八面体 8个六边形 + 6个四边形 = 14 面体 晶面晶向 晶列：布拉伐格子中的一系列平行的直线族 从原点沿晶向到最近格点的位移矢量为，晶向记为 [l1，l2 ，l3], 称为晶向指数 100=[100]+[010]+[001]+[100]+[010]+[001] 共6组 110 = [110]+[101]+[011]+[110]+[101]+[011] 加上相反方向共12组 111 = [111]+[111]+[111]+[111] 加上相反方向共8组 晶面的定义：布拉菲格子的格点可以看作分布在平行等距的平面族上，这些相互平行间距相等的平面可以将所有的格点包括无遗，这样的平面称为