1.晶体结构.pptx
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1、第一章第一章 晶体结构晶体结构一、晶体的定义一、晶体的定义 晶晶 体体:组成固体的原子(或离子)在微观上的组成固体的原子(或离子)在微观上的 排列具有排列具有长程周期性长程周期性结构结构 非晶体非晶体:组成固体的粒子组成固体的粒子只有短程序,但无长程只有短程序,但无长程 周期性周期性 准准 晶晶:有长程的取向序,沿取向序的对称轴方向有长程的取向序,沿取向序的对称轴方向 有准周期性,但无长程周期性有准周期性,但无长程周期性 1.1 几种常见的晶体结构几种常见的晶体结构规则网络规则网络无规网络无规网络准准 晶晶Al65Co25Cu10合金合金二、几种常见的晶体结构二、几种常见的晶体结构1.元素晶体
2、元素晶体a.密堆积密堆积:一维一维 二维二维二维密排结构二维密排结构二维正方结构二维正方结构 三维三维 典型晶体:典型晶体:Be、Mg、Zn、Cd、Ti 密排六方(密排六方(hexagonal close-packed,hcp)结构)结构 排列方式:排列方式:ABABAB (六方密堆积六方密堆积)面心立方(面心立方(face-centered cubic,fcc)堆积)堆积 排列方式:排列方式:ABCABC (立方密堆积立方密堆积)典型晶体:典型晶体:Ca、Sr、Al、Cu、Ag b.较松散的堆积较松散的堆积 体心立方(体心立方(body-centered cubic,bcc)堆积堆积 简单立
3、方(简单立方(simple cubic,sc)堆积)堆积典型晶体:典型晶体:Li、Na、K、-Fe 金刚石结构金刚石结构典型晶体:金刚石、典型晶体:金刚石、Si、Ge l 配位数:一个原子周围最近邻原子的数目配位数:一个原子周围最近邻原子的数目 如:对于密堆积(如:对于密堆积(hcp和和fcc)配位数为)配位数为12;对于体心立方(对于体心立方(bcc)配位数为)配位数为8 等。等。000002.简单化合物晶体简单化合物晶体 NaCl结构结构典型晶体:典型晶体:NaCl、LiF、KBr l 堆积系数堆积系数 晶晶 胞胞 体体 积积晶胞中原子所占的体积晶胞中原子所占的体积NaCl结构中的八面体位
4、置结构中的八面体位置 CsCl结构结构 闪锌矿结构闪锌矿结构典型晶体:典型晶体:CsCl、CsBr、CsI 典型晶体:典型晶体:ZnS、CdS、GaAs、-SiC BA1.2 晶格的周期性晶格的周期性一、晶格与空间点阵一、晶格与空间点阵 1.晶格:晶格:晶体中原子(或离子)排列的具体形式晶体中原子(或离子)排列的具体形式 2.空间点阵空间点阵 等同点系:晶格中所有与起始点在等同点系:晶格中所有与起始点在化学、物理和化学、物理和 几何环境完全相同几何环境完全相同的点的集合的点的集合 空间点阵:由等同点系所空间点阵:由等同点系所抽象抽象出来的一系列在空间出来的一系列在空间 中周期排列的中周期排列的
5、几何点几何点的集合体的集合体 格格 点:空间点阵中周期排列的几何点点:空间点阵中周期排列的几何点 基基 元:一个格点所代表的物理实体元:一个格点所代表的物理实体Rl0 a1a2二、基矢和原胞二、基矢和原胞2.基矢:基矢:任一格矢任一格矢 ,1.格矢格矢:如果所有如果所有l1、l2和和l3均为整数,则称这组坐标基均为整数,则称这组坐标基 、和和 为基矢。为基矢。对于一个空间点阵,基矢的选择不是唯一的,可对于一个空间点阵,基矢的选择不是唯一的,可以有多种不同的选择方式。以有多种不同的选择方式。Rl0 a1a2原胞体积:原胞体积:3.原胞原胞 晶格原胞空间点阵原胞基元晶格原胞空间点阵原胞基元 空间点
6、阵空间点阵最小的重复单元最小的重复单元 每个空间点阵原胞中只含有每个空间点阵原胞中只含有一个格点一个格点 对于同一空间点阵,原胞有多种不同的取法,但对于同一空间点阵,原胞有多种不同的取法,但 原胞的体积均相等原胞的体积均相等 空间点阵原胞空间点阵原胞 Wigner-Seitz原胞(对称原胞)原胞(对称原胞)体心立方的基矢和体心立方的基矢和WignerSeitz原胞原胞面心立方基矢、原胞和面心立方基矢、原胞和WignerSeitz原胞原胞4.晶格的分类晶格的分类 简单晶格:每个晶格原胞中只含有简单晶格:每个晶格原胞中只含有一个原子,一个原子,例:例:Na、Cu、Al等晶格均为简单晶格等晶格均为简
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