第12章 晶体结构.pptVIP

固体物理和半导体物理 固体物理 晶体结构 晶格振动 晶体中的电子状态 半导体物理 平衡状态下的半导体 半导体导电性 非平衡状态下的半导体 半导体器件基础 第12章 晶体结构 12.1 晶体结构的周期性 12.2 常见的晶体结构 12.3 密堆积 配位数 12.4 晶系 布拉菲晶胞 12.5 晶体的对称性 12.6 晶向指数与晶面指数 12.7 倒格子与布里渊区 1.6 晶向指数与晶面指数——晶向与晶向指数5 1.6 晶向指数与晶面指数——晶面与晶面指数3 12.4 晶系 布拉菲晶胞 1.晶系 晶系划分的依据： 晶格常数a、b、c 夹角α、β、γ 是否相等 七大晶系 立方 简单、体心、面心 四方 简单、体心 六方 简单 三方 简单 正交 简单、底心、体心、面心 单斜 简单、底心 三斜 简单 共14种布拉菲格子 12.4 晶系 布拉菲晶胞 2.立方晶系 立方晶系 立方 Cubic a=b=c, ?=?=?=90° α β γ b c a 3种布拉菲晶胞 a a a (1) a a a (2) 2) a a a (3) 简单立方 体心立方 面心立方 12.4 晶系 布拉菲晶胞 3.四方晶系 四方 Tetragonal a=b?c, ?=?=?=90° b c a 四方晶系 a a c (4) a c a (5) 2种布拉菲晶胞 简单四方 体心四方 12.4 晶系 布拉菲晶胞 4.六方晶系和三方晶系 b=a c a 六方晶系只有一种布拉菲晶胞 简单六方 六方 Hexagonal a=b?c, ?=?=90°, ?=120° 三方 Rhombohedral a=b=c, ?=?=??90° b a c 三方晶系只有一种布拉菲晶胞 简单三方 12.4 晶系 布拉菲晶胞 5.正交晶系 正交晶系 4种布拉菲晶胞 正交 Rhombic a?b?c, ?=?=?=90° b a c a c b 简单正交 a c b 底心正交 a c b 体心正交 a c b 面心正交 12.4 晶系 布拉菲晶胞 6.单斜晶系 单斜晶系 2种布拉菲晶胞 单斜 Monoclinic a?b?c ?=?=90°, ??90° a c b β 简单单斜 a c b β 底心单斜 a c b β 12.4 晶系 布拉菲晶胞 7.三斜晶系 三斜 Triclinic a?b?c ? ?? ???90° b a c 三斜晶系，只有一种布拉菲晶胞，简单单斜 Cubic a=b=c ?=?=?=90° Tetragonal a=b?c ?=?=?=90° Orthorhombic a?b?c ?=?=?=90° Monoclinic a?b?c ?=?=90°, ? ? 90° Triclinic a?b?c ? ?? ?? ? 90° Hexagonal a=b?c ?=?=90°, ?=120° Rhombohedral a=b=c ?=?=??90° 请问六方晶系中只有一个布拉菲晶胞，即简单六方， 请问简单六方共包括几个格点? 两个底心的格点可以去掉吗？ b c a 思考题： 六方密堆积是复式格子，它是由两个简单六方沿着晶轴方向位移相互套构而得，请通过计算求出两个简单格子的位移量的大小？ 12.5 晶体的对称性 对称要素是这样一些动作，即晶体经过这些动作之后所处的位置与其原始位置完全重合，也就是与晶体上每一点的新旧位置都完全重合 对称要素 宏观对称要素 反映晶体外形和其宏观性质的对称性 旋转 Cn 反映σ 倒反 i 象转 Sn 旋转-倒反 n 微观对称要素 平移对称操作以及转动和平移结合的对称操作 1.宏观对称要素 12.5 晶体的对称性 1.宏观对称要素 a、旋转 Cn 定义：当晶体绕其某轴u旋转θ=2π/n后，晶体能自身重合的对称操作 旋转对称轴 n次对称轴 n的值只能取1，2，3，4，6 θ=2π, π,2 π/3, π/2, π/3 C1,C2, C3, C4, C6 12.5 晶体的对称性 1.宏观对称要素 a、旋转 Cn C4 (4) C6 (6) C3 (3) C1 (1) C2 (2) 12.5 晶体的对称性 1.宏观对称要素 b、反映 σ 镜面对称 σ c、倒反 i 中心点对称，反演 i e、象转 Sn 旋转+反映 S1, S2, S3, S4, S6 f、旋转-倒反 Sn 垂直于对称轴的水平镜面 n次反转轴 12.5 晶体的对称性 1.宏观对称要素 g、一些等价的操作 f、立方晶系的对称操作 三个立方轴转动π/2、 π、 3π/2→共9个对称操作； 六个面对角线转动π →共6个对称操作； 四个体对角线转动2π/3、 4π/3 →共8个对称操作； 绕中心转动2 π→共1个对称