固体物理(第2课)原胞和晶胞省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,1.4 密堆积和配位数,1.4.1 密堆积,结合能最低。,紧密方式排列。,配位数：,原子周围最近邻原子数。,1.4.2 密堆积结构,1 六方密堆积,2立方密堆积：面心立方,1/48,1.4.3 最大配位数,相同原子组成：最大配位数12。,不一样原子组成：最大配位数小于12。,依据对称性：配位数12，8，6，4，3，2。,1.4.4 致密度,致密度,（堆积因子）晶胞中全部原子体积之和与晶胞体积之比。,2/48,1.5.1 立方晶系布喇菲晶胞,简立方晶格（sc）,体心立方晶格（bcc）,Li、Na、K、Rb、Cs、Fe,面心立方晶格（fcc）,Fe、,Au、Ag、Cu、Al,Cu 1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,1.5 几个经典晶体结构：,3/48,1.5.2 立方晶系复式格子,氯化钠型结构（,示意图,）,氯化铯型结构（,示意图,）,金刚石结构(,演示,)（,示意图,）,闪锌矿结构(,演示,)（,示意图,）,钙钛矿结构,:,（,示意图,）,钙钛矿类型结构(ABO,3,)PZT(Pb ZrTiO,3,)是铁电随机存放器中使用最常见材料。在应用和排除外电场后，PZT电极化（Zr/Ti 原子上/下移动）依然存在，从而带来了非易失性特质。所以，数据存放所消耗电量非常小。,C60结构,（,示意图,）,4/48,1.5.3 六方密积结构,1 六方密堆积(,演示,)（,示意图,）,基元由两个原子组成。配位数12,2 纤维锌矿(六方ZnS)型结构（,示意图,）,能够看成是S原子和Zn原子组成六方密集子晶格沿六方轴c方向移动3c/8套构而成。,能够看成是4 个简单六方晶格嵌套而成，每个原胞内包含两对离子。,族元素氮化物，如BN、AlN、GaN、InN。,5/48,纤维锌矿,是一个较少见,硫化锌,矿物,形式，以法国化学家,Charles-Adolphe Wurtz,名字命名。,其晶体结构是,六角形,晶体系统,一员且包含有四面等位,锌,和,硫,原子形成ABABAB型结构。这种结构与 of,六方碳,或者六角,钻石,结构有很大程度关联。,纤维锌矿单胞常数为：,a,=,b,=3.81,=381,pm,c,=6.23 =623 pm,许多其它化合物能够一样有纤维锌矿结构，包含,AgI,、,ZnO,、,CdS,、,CdSe,、,-SiC,、,GaN,、,AlN,，以及其它半导体。在大多数这种化合物中，纤维锌矿并不是受人喜爱大块晶体形式，不过这种结构能够在一些非晶体形式材料中受到喜爱。,6/48,1.6 晶向指数和晶面指数,1.6.1 晶向及其标志,晶列：经过晶格中任意两个格点连一条直线，该直线称为晶列。,晶向：相互平行一族晶列共同方向称为晶向。,对于简约格矢量，即n,m,l为互质数。,其晶向记为nml.,晶向指数：用以标志晶列方向参数。,晶向指数求法：（,示意图,）(,常见晶向指数,),7/48,立方晶系中一些惯用晶向指数,8/48,说明：,晶向指数代表一族晶列，而不指某一特定晶列。(,示意图,),负晶向指数表示：。,等效晶向表示：,六方晶系表示方法。（,示意图,）,9/48,说明：,晶向指数代表一族晶列，而不指某一特定晶列。,10/48,1.6.2 晶面与密勒指数,晶面：同一平面上格点组成一个,晶面,。,晶格由无数相互平行且等距分布,晶面组成,。,截距方程：,密勒指数：用以标志晶面参数。,密勒指数求法：（,示意图,）,举例,11/48,求出晶面在坐标轴,X,、,Y,、,Z,上对应截距,p,、,q,、,r,；,取截距倒数,h,，,k,，,l,，,(h,、,k,、,l,为晶面指数或密勒指数,),；,将,h,、,k,、,l,化为没有条约数整数比,h,：,k,：,l=,将,h,、,k,、,l,加圆括号,(hkl),，即为晶面指数。,12/48,说明：,以格点为原点，以基矢为坐标轴，建立坐标系。晶面在基矢上截距为（x,y,z）,则其倒数连比可化为互质整数(hkl)，称为该族晶面密勒指数。,实际工作中，常以晶胞（不是原胞）基矢a,b,c为坐标轴来建立坐标系，a,b,c不一定正交。,密勒指数既表示一族晶面，也表示单个晶面。,负密勒指数表示：。,等效晶面表示：,h k l,在立方晶系中密勒指数和晶向指数相同晶面、晶列相互垂直。,13/48,举例：,y,2a,x,z,4a,6a,（326）,14/48,晶面间距计算,低指数晶面晶面间距较大，高指数则较小。晶面间距越大，该面上原子排列愈密集，不然越疏。,15/48,注意点：,本节晶向、晶面及其指数主要针对布喇菲格子而言。,如以原胞基矢为坐标轴建立坐标系，则晶向指数和晶面指数通式普通为l,1,l,2,l,3,、(h,1,h,2,h,3,)。,密勒指数简单晶面也是比较主要晶面。,16/48,作业：,假设原子为刚性小球，则其堆积为以下晶格时原子本身体积与其占据空间体积之比为多少？,bcc晶格 (b)fcc晶格,试问面心立方晶格中，哪些晶向上原子线密度最大？,试证实在立方晶系中，晶面(a,b,c)与晶向a,b,c相互垂直。,求立方晶系中(121)晶面面间距。,在简单立方晶格中试求密勒指数为（111）和（121）晶面之间夹角。(晶面与晶向,矢量计算法则cos,=(a-b)/(ab),),17/48,氯化铯型结构,18/48,氯化铯型结构,返回,复式简立方结构：TlBr溴化铊、TlI(碘化钛)、CuPd(钯铜)、AgMg、AlNi,晶胞和原胞,19/48,氯化钠型结构,20/48,氯化钠型结构,返回,复式面心立方结构：KCl、LiH、PbS,21/48,金刚石,22/48,金刚石和闪锌矿结构（）,金刚石结构,闪锌矿结构,复式面心立方结构：Si、Ge、GaAs、InP、InSb,闪锌矿结构又称为立方硫化锌,23/48,金刚石和闪锌矿结构（2）,复式面心立方结构：两个面心立方布喇菲晶格沿对角线平移1/4长度套构而成，但原子价键取向不一样。,Si、Ge、GaAs、InP、InSb,24/48,金刚石和闪锌矿结构（2）,复式面心立方结构：两个面心立方布喇菲晶格沿对角线平移1/4长度套构而成，但原子价键取向不一样。,Si、Ge、GaAs、InP、InSb,(100面),(111面),25/48,26/48,金刚石和闪锌矿结构（3）,返回,原胞示意图,27/48,金刚石和闪锌矿结构（4）,28/48,晶格常数：硅 0.543nm,锗 0.566nm,密度：5.0010,22,cm,-3,4.42*10,22,cm,-3,共价半径：0.117nm,0.122nm.,29/48,六方密积结构示意图1,返回,原子铺排方式：ABABAB,复式六方结构：Be、Mg、Ti、Zn,下一页,30/48,六方密积结构示意图2,返回,晶胞和原胞示意图,31/48,钙钛矿晶格结构（1）,32/48,钙钛矿晶格结构（2）,33/48,C,60,分子晶体,C,60,是由60个碳原子组成球形32面体，即由12个五边形和20个六边形组成。其中五边形彼此不相连，只与六边形相连。每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻3个碳原子相连，剩下p轨道在C,60,分子外围和内腔形成键。,34/48,纤锌矿晶格结构（3-1）,35/48,纤锌矿晶格结构（3-2）,纤锌矿结构：六方硫化锌,36/48,纤锌矿晶格结构（3-3）,纤锌矿原胞,37/48,晶向指数求法示意图,返回,38/48,xy平面内晶向示意图(z=0),39/48,晶面族,o,40/48,密勒指数求法示意图,返回,41/48,晶面间距示意图,42/48,晶面截距公式推导,43/48,主要晶面,（100）,（110）,（111）,44/48,六方晶系晶向指数和密勒指数,晶向,()晶面,45/48,46/48,47/48,48/48,