2第二章固体结构(1,2节).ppt

第二章 固体结构（Solid Structure） ※??1晶体学基础 （Basis Fundamentals of crystallography） 晶体结构的基本特征：原子（或分子、离子）在三维空间 呈周期性重复排列（periodic repeated array） ， 即存在长程有序（long-range order） 性能上两大特点： 固定的熔点（melting point）, 各向异性（anisotropy） 简单正交 * * 金的AFM 照片 原子力显微镜（Atomic Force Microscope）是继扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope）之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测，或者直接进行纳米操纵。 一、晶体的空间点阵（Space lattice） 1.?????? 空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点 lattice point）， 即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列 —空间点阵（space lattice） 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) 2．晶胞（Unite cells） 代表性的基本单元（最小平行六面体）small repeat entities 选取晶胞的原则： Ⅰ)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性； Ⅱ）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多； Ⅲ）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多； Ⅳ）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积。 简单晶胞（初级晶胞）：只有在平行六面体每个顶角上有一阵点 复杂晶胞： 除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点 3.晶系与布拉菲点阵（Crystal System and Bravais Lattice） 七个晶系，14个布拉菲点阵 简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方 简单立方 体心立方 面心立方 六方 Hexagonal a1=a2＝a3≠c，α=β＝90o ， γ=120o 菱方 Rhombohedral a=b=c, α=β=γ≠90o 四方（正方）Tetragonal a=b≠c, α=β=γ＝90o 立方 Cubic a=b=c， α=β=γ＝90o 简单三斜 简单单斜 底心单斜 简单正交 底心正交 体心正交 面心正交 三斜Triclinic a≠b≠c ，α≠β≠γ 单斜 Monoclinic a≠b≠c， α=γ=90o≠β 正交 a≠b≠c，α=β=γ＝90o 布拉菲点阵 晶系 布拉菲点阵 晶系 底心单斜 简单三斜 简单单斜 底心正交 面心正交 体心正交 简单菱方 简单六方 简单四方 体心四方 简单立方 体心立方 面心立方 4. 晶体结构与空间点阵 二、晶向指数和晶面指数 （Miller Indices of Crystallographic Direction and Planes） 1．阵点坐标 晶向族u v w：具有等同性能的晶向归并而成； （x1,y1,z1）,(x2,y2,z2)二点连线的晶向指数：[x2-x1,y2-y1,z2-z1] *指数看特征，正负看走向 求法： 1）? 确定坐标系 2）? 过坐标原点，作直线与待求晶向平行； 3）? 在该直线上任取一点，并确定该点的坐标（x，y，z） 4）? 将此值化成最小整数u，v，w并加以方括号[u v w]即是。 （代表一组互相平行，方向一致的晶向） 2.晶向指数（Orientation index） 晶面族{h k l}中的晶面数： a）h k l三个数不等，且都≠0，则此晶面族中有 b）h k l有两个数字相等 且都≠0，则有， 如{1 1 2} c) h k l三个数相等，则有， d）h k l 有一个为0，应除以2，则有 有二个为0，应除以22，则有 求法： 1）? 在所求晶面外取晶胞的某一顶点为原点o，三棱边为三坐标轴x，y，z 2）? 以棱边长a为单位，量出待定晶面在三个坐标轴上的截距； 3）? 取截距之倒数，并化为最小整数h，k，l并加以圆括号（h k l）即是。 3.晶面指数（Indices of Crystallographic Plane） 4.六方晶系指数 （Indices of he