半导体的能带结构（PPT 精品）.ppt

结论： ? 倒格矢Kh垂直某一晶面（ h1h2h3 ），也即该晶面的法线方向与此倒格矢方向一致。 ? 倒格矢Kh的大小与和其垂直的晶面间距成正比。 ? 一个倒格矢对应一族晶面，但一族晶面可以对应无数个倒格矢，这些倒格矢的方向一致，大小为最小倒格矢的整数倍。 ? 满足X射线衍射的一族晶面产生一个斑点，该斑点代表一个倒格点，即该倒格点对应一族晶面指数。 利用倒易点阵（倒格子）与正格子间的关系导出晶面间距和晶面夹角。 晶面间距dh1h2h3 ：dh1h2h3=2?/ |kh1h2h3| 两边开平方， 将kh1h2h3 =h1b1+h2b2+h3b3及正倒格子的基矢关系代入，经过数学运算，得到面间距公式。 晶面夹角 ?： k1· k2 = k1 k2 COS ? 100 200 300 001 002 003 101 201 301 103 202 203 (100) (001) (102) O 倒格子与正格子间的相互转化 102 0 b1 b2 一维格子 倒格子原胞： 作由原点出发的诸倒格矢的垂直平分面，这些平面完全封闭形成的最小的多面体（体积最小）------第一布里渊区。 b1 b2 0 二维格子 3 . 倒格子原胞和布里渊区 ? ? ? ? a b ? ? ? ? 构成第一布里渊区（简约布里渊区）的垂直平分线的方程式如下： ? x=±?/a 及 ? y=±?/a 第二布里渊区的各个部分分别平移一个倒格矢，可以同第一区重合。第三布里渊区的各个部分分别平移适当的倒格矢也能同第一区重合。 (2?/a) i -(2?/a) i (2?/a) j -(2?/a) j 4 . X射线衍射与倒格子、布里渊区的关系 （1） X射线衍射与倒格子的关系 根据公式： k－k0 =n Kh , 建立反射球或衍射球 入射线的波矢k0 反射线的波矢k 倒格矢Kh O C A 晶面 反射球 R l· kh/|kh|= ? d h1h2h3 Rl .( k－k0 ）= 2? ? dh1h2h3=2?/ |kh1h2h3| （h1h2h3） （h1 ′ h2 ′ h3 ′ ） 建立反射球的意义 ? 通过所建立的反射球，把晶格的衍射条件和衍射照片上的斑点直接联系起来。 ? 利用反射球求出某一晶面族发生衍射的方向 （若反射球上的A点是一个倒格点，则CA就是以OA为倒格矢的一族晶面h1h2h3的衍射方向S）。 O C 倒格矢球面与反射球相交于一圆 同一晶面由于晶体的旋转引起该晶面倒格矢的旋转从而形成倒格矢球面。 二维正方晶格的布里渊区 结论： 所有落在此球上的倒格点都满足 关系式: k－k0 =n Kh 即满足衍射加强条件。 衍射线束的方向是C点至A点的联线方向。 2. 2 半导体的能带结构 1.电子共有化 (1)孤立原子(单价) ·电子所在处的电势为U，电子的电势能为V。电势能是一个旋转对称的势阱。 1 . 氯化钠结构 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 表示钠 ? 表示氯 钠离子与氯离子分别构成面心立方格子，氯化钠结构是由这两种格子相互平移一定距离套购而成。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 . 氯化铯结构 表示Cs 。 表示Cl 3 . 钙钛矿型 结构 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ° ° ? 表示Ba ° 表示O ? 表示Ti 结晶学原胞 ? ? ? ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ? 基元中任意点子或结点作周期性重复的晶体结构 复式原胞 重复的 晶体结构 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 四