晶体生长科学与技术-01(共六部分).pptVIP

四方：简单四方 体心四方 立方：简单立方 体心立方 面心立方 晶向指数和晶面指数 晶向：晶体中原子的位置、原子列 的方向 晶面：原子构成的平面 Miller（密勒）指数统一标定晶向指数和晶面指数 晶向指数 晶向指数：[ u v w] 任意阵点P的位置可以用矢量或者坐标来表示。 OP = u + v + w 晶向指数的确定步骤 1)以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为坐标轴x,y, z, 以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位。 2)过原点O作一直线OP，使其平行于待定晶向。 3)在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P，确定P点的3个坐标值。 4)将这3个坐标值化为最小整数u，v，w，加以方括号，[u v w]即为待定晶向的晶向指数。 晶向指数的例子 正交晶系一些重要晶向的晶向指数 晶向指数的意义 晶向指数表示着所有相互平行、方向一致的晶向； 所指方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号相反； 晶体中因对称关系而等同的各组晶向可归并为一个晶向族，用u v w表示 晶面指数标定步骤 1)在点阵中设定参考坐标系，设置方法与确定晶向指数时相同； 2)求得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴平行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相截，则在此轴上截距为一负值； 3)取各截距的倒数； 4)将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为( h k l )。 晶面指数 晶面指数的例子 正交点阵中一些晶面的面指数 ? 晶面指数的意义 在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以{h k l}表示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。 晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着 一组相互平行的晶面。 立方晶系中，相同指数的晶向和晶面垂直； 立方晶系中，晶面族{111}表示正八面体的面； 立方晶系中，晶面族{110}表示正十二面体的面； ※晶体微观结构的实验研究 1912年，德国劳厄（M.V. Laue）， X射线衍射可用来研究晶体结构 1912年，德国弗里德里奇（W. Friedrich）和克尼平（P. Knipping）， 第一次得到了闪锌矿规律性排列的斑点衍射图 ※电子显微 镜、场离子显微 镜、 扫描隧道显微 镜…… ※ 1984年 准晶的发现 钠沸石的x衍射图 微氮硅-高密度小尺寸原生氧沉淀 微氮硅-原生氧沉淀高分辨像 消光规律 简单立方：无消光现象； 面心立方：h，k，l有奇有偶； 体心立方：h+k+l=奇数； 体心四方：h+k+l=奇数； 金刚石立方： h，k，l全偶且h+k+l ≠4n或者h，k，l有奇有偶； 密排六方：h+2k=3n及l=奇数； 举例： 硅单晶是由共价键组成的金刚石结构，晶格常数为5.43埃； 右图是点阵的投影值。硅单晶的结构：两个面心立方晶体沿着对角线移动1/4距离而形成； 典型的硅晶体电子衍射图 典型的硅晶体电子衍射图 典型的硅晶体电子衍射图 ※ 不同的晶体由不同的原子组成，具有不同的原子排列方式，具有不同的对称性 Fe a=0.2886 nm Cu a=0.3615 nm ※ 不同的晶体也可具有相同的对称性 Cu a=0.3615 nm Ag a=0.4086 nm 化学组成相同，结构不同的材料 原子排列方式上的差异，不仅使两种晶体具有不同的对称性，也具有不同的物理、化学性能。 同质异构体：例如碳 金刚石、石墨、C60固体、非晶碳 ※ 同质异构体 金刚石 石墨：六方晶系 晶体的物理特性 六大特性 对称性 最小内能 晶态与其他物态（气态、液态、非晶态、准晶态）相比，晶态内能最小、最为稳定。非晶、准晶处在亚稳态。 非晶、准晶具有自发转变成晶态的趋势；而晶态则不具有自发转变成非晶、准晶的趋势。 自范性 晶体生长中具有自发形成封闭的几何多面体的现象 晶体的自范性是晶体内部原子规则性排列的反映。 稳定性 晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。这就是晶体的稳定性。 各向异性 不同方向上，原子的排列情况不同，从而导致了各向异性。 如在晶体不同方向上的解理、弹性膜量、硬度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。 O A B C 云母 解理 KFeMg2(AlSi3O10)(OH)2 石墨 宏观：La