固体物理教案.ppt

1、1，A，如何描述晶体中原子排列的顺序？布拉菲格理论，2，A，1.3.1布拉菲格空间，晶体的内部结构可以看作是空间中一些相同点的周期性和无限分布，相关概念：节点，格，(c)，原始：晶体的基本结构单位，3，A，格的特征，晶体结构的数学抽象，每个节点都有相同的周围环境。一维、二维和三维格分别称为线性格、平面格和空间格。从点阵中的任何一点来看，粒子的排列都是一样的，4、A、图元的特征，一个图元对应一个节点；原语(节点)周围的环境是相同的(等价的)；原始人体内有一种结构，可以由一种或几种原子组成。要求：a .区分节点和原子；从不同的晶体结构中正确选择基元。错，基元可以是具有相同化学成分、空间结构、排列方

2、向和周围环境的原子、分子、离子或离子簇。5，A，节点示意图，节点可以取在本原的重心或本原的其他点，选择节点，6，A，晶格本原=晶体结构，构造晶体结构，7，A，晶格(Bragg lattice)，使平行的直线以三个不同的方向穿过晶格中的节点，将节点完全扫过，形成三维周期性网格。，8，A，周期：晶格中两个相邻节点在某个方向上的距离称为该方向上的周期。原细胞：一个以节点为顶点、以三个不同方向的周期为边长的平行六面体可以作为晶格的重复单元，体积最小的重复单元称为原细胞。特点：最小的重复单元；格点只出现在平行六面体的顶角上；每个原细胞包含一个格子；原细胞选择有多种形式，但原细胞体积相等。1.3.2原始细

3、胞的分类，1。原细胞(固体物理原细胞，基本原细胞)，9，A，原细胞选择的多样性，10，A，2。结晶原细胞(常规细胞、布拉菲原细胞)，结构：使三个基本向量的方向尽可能沿空间对称轴方向，具有明显的对称性和周期性。与原始原图元相比，形体中心立方体和面中心立方体的特征在于晶体原图元不仅在平行六边形的顶角有格点，而且在表面和内部也有格点。它的体积是固体物理学原始细胞体积的整数倍。细胞选择的原理疟原虫实际上是一个对称的细胞。选择疟原虫的原则如下：(1)选择的平行六面体应代表整个空间晶格的对称性。(2)平行六面体中有尽可能多的相等的边和角。(3)平行六面体中有尽可能多的直角。(4)在上述三种情况下，选择体积

4、最小的平行六面体。在晶体学中，有三种属于立方系统的布拉菲原细胞：简单立方、体心立方和面心立方。立方晶系的三个基本矢量具有相同的长度并且相互垂直、13、A。结构：以一个格点为原点并与其他格点相连的垂直平面(或垂直线)。被这些垂直平面(或垂直线)包围的最小体积(或面积)是W-S原细胞。3。Wigner-Seitz原细胞，是晶体体积的最小重复单位，每个原细胞只包含一个晶格。它的体积与固体物理原细胞的体积相同。由于W-S原细胞的结构不涉及任何特殊的基向量选择，因此它与相应的布拉菲原细胞具有相同的对称性，也称为对称原细胞。14，A，布拉格单元的基本矢量是沿晶轴的，晶轴作为坐标轴，I，J和K用于表示坐标系

5、的单位矢量。质粒细胞和立方系统细胞的示意图如下图所示：立方系统质粒细胞的几何特征，15，A，1。立方系统，1.3.3为坐标轴的单位向量，质粒细胞的体积为3360。让晶格常数(质粒细胞的边长)为，即立方体边长为，体积为固体物理原细胞的体积、18、A、(3)体心立方，平均而言，每个Brahfi原细胞包含2个格点。固体物理学中的原细胞体积，19，A，双晶格，定义：在本原体中有两个或两个以上原子的晶格，(A)菱形结构，它由两个面心立方子晶格嵌套而成，沿身体对角线移动1/4长度，其布拉格晶格是面心立方。钻石结构属于面心立方，每个晶体原细胞包含四个格点。20，A，每一个菱形结构的固体物理原细胞包含一个晶格

6、，而这个原细胞由两个碳原子组成，分别位于(000)和(000)。金刚石结构的原始晶胞特征，21、A、闪锌矿结构、也称GaAs立方硫化锌结构普通闪锌矿结构晶体：砷化镓C1-和Na形成面心立方亚晶格。其布拉格晶格是面心立方。氯化钠的结构属于面心立方。23，A，氯化钠结构的原细胞特征，每个固体物理原细胞包含一个晶格，而每个晶体学原细胞包含四个晶格。固体物理学中氯化钠的原始细胞选择方法与面心立方的简单晶格相同。原始人由氯和钠组成。Cl-的坐标为，na的坐标为(000)。24，A，(c)氯化铯结构。氯化铯结构是由两个简单的立方体子晶格沿身体对角线以1/2嵌套而成的。Cl-和Cs分别形成简单立方晶格，布拉

7、格晶格是简单立方晶格，氯化铯结构属于简单立方晶格。25，A，氯化铯结构，每个固体物理原细胞包含一个晶格，每个晶体原细胞包含一个晶格。本原由一个Cl-和一个Cs组成。C1的坐标为，而Cs的坐标为(000)。26，A，(d)钙钛矿结构，通常以ABO3的形式书写。钡、钛和三个氧各由简单的立方体子点阵组成，钛酸钡由五个简单的立方体子点阵嵌套而成。一个晶胞包含一个钡原子、一个钛原子和三个氧原子。氧八面体结构和27，A，(e)-钨钙钛矿结构，两个B原子和六个A原子各构成一个简单的立方体。钨结构由8个嵌套的子晶格组成。一个晶胞包含2个b原子和6个a原子。28，A，(f)C60晶体结构在1985年，H.Kro

8、to，R . Curl和E.Smally获得了由60个碳原子组成的异常高的C60簇，这表明它具有特别稳定的结构。29，A，C60分子被称为巴克敏斯特富勒烯，简称富勒烯，也常被称为巴克球或足球烯烃。C60的结构相当于具有12个顶角的截头二十面体，具有二十面体群(Ih)的对称性。五角环由键长为0.145纳米的单键组成。两个六边形的公共边是双键，键长为0.140纳米，30，A，1，晶胞体积2，原子序数(或晶格数)3，原晶胞体积4，每单位体积原子序数(晶格数)5，最近邻原子序数6，最近邻原子间距7，下邻原子序数8，下邻原子间距9，堆积因子(或密度)， 描述单元的几何特征参数，31，A，最近邻例如，在一个简单的立方体中，最近邻的数量是6体心立方，最近邻的数量是8面心立方，最近邻的数量是12，32，A。最近邻距离是一个原子，最近邻之间的距离越大，原子的排列越稀少。例如，简单立方体，最近邻间距是体心立方，最近邻间距是0.866a面心立方，最近邻间距是0.707a，33，A，第二邻的数量在一个原子附近具有第二或第二最短距离的原子的数量是12个体心立方。下一个相邻原子的数目是6个面心立方，