固體物理教案.ppt

1、1，A，如何描述晶體中原子排列的順序？布拉菲格理論，2，A，1.3.1布拉菲格空間，晶體的內部結構可以看作是空間中一些相同點的周期性和無限分布，相關概念：節(jié)點，格，(c)，原始：晶體的基本結構單位，3，A，格的特征，晶體結構的數(shù)學抽象，每個節(jié)點都有相同的周圍環(huán)境。一維、二維和三維格分別稱為線性格、平面格和空間格。從點陣中的任何一點來看，粒子的排列都是一樣的，4、A、圖元的特征，一個圖元對應一個節(jié)點；原語(節(jié)點)周圍的環(huán)境是相同的(等價的)；原始人體內有一種結構，可以由一種或幾種原子組成。要求：a .區(qū)分節(jié)點和原子；從不同的晶體結構中正確選擇基元。錯，基元可以是具有相同化學成分、空間結構、排列方

2、向和周圍環(huán)境的原子、分子、離子或離子簇。5，A，節(jié)點示意圖，節(jié)點可以取在本原的重心或本原的其他點，選擇節(jié)點，6，A，晶格本原=晶體結構，構造晶體結構，7，A，晶格(Bragg lattice)，使平行的直線以三個不同的方向穿過晶格中的節(jié)點，將節(jié)點完全掃過，形成三維周期性網(wǎng)格。，8，A，周期：晶格中兩個相鄰節(jié)點在某個方向上的距離稱為該方向上的周期。原細胞：一個以節(jié)點為頂點、以三個不同方向的周期為邊長的平行六面體可以作為晶格的重復單元，體積最小的重復單元稱為原細胞。特點：最小的重復單元；格點只出現(xiàn)在平行六面體的頂角上；每個原細胞包含一個格子；原細胞選擇有多種形式，但原細胞體積相等。1.3.2原始細

3、胞的分類，1。原細胞(固體物理原細胞，基本原細胞)，9，A，原細胞選擇的多樣性，10，A，2。結晶原細胞(常規(guī)細胞、布拉菲原細胞)，結構：使三個基本向量的方向盡可能沿空間對稱軸方向，具有明顯的對稱性和周期性。與原始原圖元相比，形體中心立方體和面中心立方體的特征在于晶體原圖元不僅在平行六邊形的頂角有格點，而且在表面和內部也有格點。它的體積是固體物理學原始細胞體積的整數(shù)倍。細胞選擇的原理瘧原蟲實際上是一個對稱的細胞。選擇瘧原蟲的原則如下：(1)選擇的平行六面體應代表整個空間晶格的對稱性。(2)平行六面體中有盡可能多的相等的邊和角。(3)平行六面體中有盡可能多的直角。(4)在上述三種情況下，選擇體積

4、最小的平行六面體。在晶體學中，有三種屬于立方系統(tǒng)的布拉菲原細胞：簡單立方、體心立方和面心立方。立方晶系的三個基本矢量具有相同的長度并且相互垂直、13、A。結構：以一個格點為原點并與其他格點相連的垂直平面(或垂直線)。被這些垂直平面(或垂直線)包圍的最小體積(或面積)是W-S原細胞。3。Wigner-Seitz原細胞，是晶體體積的最小重復單位，每個原細胞只包含一個晶格。它的體積與固體物理原細胞的體積相同。由于W-S原細胞的結構不涉及任何特殊的基向量選擇，因此它與相應的布拉菲原細胞具有相同的對稱性，也稱為對稱原細胞。14，A，布拉格單元的基本矢量是沿晶軸的，晶軸作為坐標軸，I，J和K用于表示坐標系

5、的單位矢量。質粒細胞和立方系統(tǒng)細胞的示意圖如下圖所示：立方系統(tǒng)質粒細胞的幾何特征，15，A，1。立方系統(tǒng)，1.3.3為坐標軸的單位向量，質粒細胞的體積為3360。讓晶格常數(shù)(質粒細胞的邊長)為，即立方體邊長為，體積為固體物理原細胞的體積、18、A、(3)體心立方，平均而言，每個Brahfi原細胞包含2個格點。固體物理學中的原細胞體積，19，A，雙晶格，定義：在本原體中有兩個或兩個以上原子的晶格，(A)菱形結構，它由兩個面心立方子晶格嵌套而成，沿身體對角線移動1/4長度，其布拉格晶格是面心立方。鉆石結構屬于面心立方，每個晶體原細胞包含四個格點。20，A，每一個菱形結構的固體物理原細胞包含一個晶格

6、，而這個原細胞由兩個碳原子組成，分別位于(000)和(000)。金剛石結構的原始晶胞特征，21、A、閃鋅礦結構、也稱GaAs立方硫化鋅結構普通閃鋅礦結構晶體：砷化鎵C1-和Na形成面心立方亞晶格。其布拉格晶格是面心立方。氯化鈉的結構屬于面心立方。23，A，氯化鈉結構的原細胞特征，每個固體物理原細胞包含一個晶格，而每個晶體學原細胞包含四個晶格。固體物理學中氯化鈉的原始細胞選擇方法與面心立方的簡單晶格相同。原始人由氯和鈉組成。Cl-的坐標為，na的坐標為(000)。24，A，(c)氯化銫結構。氯化銫結構是由兩個簡單的立方體子晶格沿身體對角線以1/2嵌套而成的。Cl-和Cs分別形成簡單立方晶格，布拉

7、格晶格是簡單立方晶格，氯化銫結構屬于簡單立方晶格。25，A，氯化銫結構，每個固體物理原細胞包含一個晶格，每個晶體原細胞包含一個晶格。本原由一個Cl-和一個Cs組成。C1的坐標為，而Cs的坐標為(000)。26，A，(d)鈣鈦礦結構，通常以ABO3的形式書寫。鋇、鈦和三個氧各由簡單的立方體子點陣組成，鈦酸鋇由五個簡單的立方體子點陣嵌套而成。一個晶胞包含一個鋇原子、一個鈦原子和三個氧原子。氧八面體結構和27，A，(e)-鎢鈣鈦礦結構，兩個B原子和六個A原子各構成一個簡單的立方體。鎢結構由8個嵌套的子晶格組成。一個晶胞包含2個b原子和6個a原子。28，A，(f)C60晶體結構在1985年，H.Kro

8、to，R . Curl和E.Smally獲得了由60個碳原子組成的異常高的C60簇，這表明它具有特別穩(wěn)定的結構。29，A，C60分子被稱為巴克敏斯特富勒烯，簡稱富勒烯，也常被稱為巴克球或足球烯烴。C60的結構相當于具有12個頂角的截頭二十面體，具有二十面體群(Ih)的對稱性。五角環(huán)由鍵長為0.145納米的單鍵組成。兩個六邊形的公共邊是雙鍵，鍵長為0.140納米，30，A，1，晶胞體積2，原子序數(shù)(或晶格數(shù))3，原晶胞體積4，每單位體積原子序數(shù)(晶格數(shù))5，最近鄰原子序數(shù)6，最近鄰原子間距7，下鄰原子序數(shù)8，下鄰原子間距9，堆積因子(或密度)， 描述單元的幾何特征參數(shù)，31，A，最近鄰例如，在一個簡單的立方體中，最近鄰的數(shù)量是6體心立方，最近鄰的數(shù)量是8面心立方，最近鄰的數(shù)量是12，32，A。最近鄰距離是一個原子，最近鄰之間的距離越大，原子的排列越稀少。例如，簡單立方體，最近鄰間距是體心立方，最近鄰間距是0.866a面心立方，最近鄰間距是0.707a，33，A，第二鄰的數(shù)量在一個原子附近具有第二或第二最短距離的原子的數(shù)量是12個體心立方。下一個相鄰原子的數(shù)目是6個面心立方，