固体物理晶体结构2.pptVIP

固体物理Solid State Physics;第一章 晶体结构和X射线衍射;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。;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。;1.2 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 ;1.3 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???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。 ;复式格子：原胞中原子的数目=每个基元中原子数目 三维情况：为同时反映对称性，结晶学中常取最小重复单元的几倍作为原胞。因此结点不仅在顶角还可以在面心、体心上。 固体物理学：只选取反映晶格周期性的原胞。 三维格子的重复单元是平行六面体。 晶格的周期性：r 为重复单元中任意一处的位矢。 Γ(r)=Γ(r+l1a1+l2a2+l3a3) l1 , l2 , l3 整数 a1，a2 ，a3 重复单元的边长矢量，周期;结晶学 晶体学中的布喇菲原胞，按对称特点来选取。基矢在晶轴方向，固体物理学中选取的原胞，不是任意重复单元，基矢方向和晶轴方向还是有一定的相对取向。 结晶学中的立方晶系,布喇菲原胞;三种格子的固体物理学原胞 简立方： 只含有8×1/8=1个原子 原胞的基矢： a1=ia a2=ja a3=ka ;体心立方(Body Centered Cubic) 含有8×1/8+1=2个原子 固体物理学原胞只要 求含有1个原子。 a1=–(a/2)i+(a/2)j+(a/2)k =a/2(–i+j+k) 同理： a2=a/2(i–j+k) a3=a/2(i+j–k) ;体心立方固体物理学原胞体积的计算: ;面心立方(Face Centered Cubic) 含有8×1/8+6×1/2=4个原子 a1=a/2(j+k) a2=a/2(k+i) a3=a/2(i+j) 固体物理学原胞体积： V=a1·a2×a3 原胞中只含有一个原子，体积是晶体学原胞的四分之一。; 二、立方晶系中的复式格子 (1