网站建设属于销售费用,南通专业企业门户网站设计,采用什么方法推广网站,asp 网站管理工具文章目录晶体基本知识基本概念晶胞#xff1c;晶格#xff1c;晶粒#xff1c;晶体晶胞原子坐标(原子分数坐标)六方晶系与四轴定向七大晶系和十四种点阵结构学习资料吉林大学某实验室教程---知乎系列晶体与压敏器件晶体基本知识
基本概念
晶胞#xff1c;晶格#xff1c…
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基本概念
晶胞晶格晶粒晶体
从微观到宏观晶胞晶格晶粒晶体。
晶胞是反映晶体中原子排列规律的最小几何单元为平行六面体像一个小格子。晶格是以晶胞为单位重复排列而成空间格架。 晶粒是位向相同的晶胞排列组成的颗粒。位向即晶胞排列的朝向。两个位向不同的晶粒“碰撞”的区域就是晶界。晶界上的原子排列从一个位向过渡到另一个位向。晶格和晶粒概念上都是为晶胞排列而成但区别是提到晶格时通常说的是一个空间结构上的概念而晶粒描述的是一个实体。晶体由至少一个晶粒组成。一个晶粒组成的晶体叫做单晶有两个以上晶粒的晶体叫做多晶。下图从左到右为单晶图为一个大晶粒多晶图为三个晶粒和非晶原子不规则排列 晶胞
构成晶体的最基本的几何单元称为晶胞Unit Cell其形状、大小与空间格子的平行六面体单位相同保留了整个晶格的所有特征。晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体最小单元。 晶胞是晶体结构的基本重复单元整个晶体就是按晶胞在三维空间周期性地重复排列相互平行取向按每一个顶点为8个晶胞所共有的方式堆砌而成。
对于实际的三维晶体选择三个不相平行的、能满足周期性的单位向量abc可将品体划分成一个个完全相同的平行六面体它代表晶体结构的基本重复单位叫晶胞。一般情况下晶胞都是平行六面体。
对同一晶体在划分平行六面体时由于选择向量的大小和方向不同有许多划分方法也就能找到多种不同形状的晶胞。
晶胞的选择 同一空间点阵可因选取方式不同而得到不相同的晶胞所以选取晶胞要求是最能反映该点阵的对称性选取原则为 1 选取的平行六面体应反映出点阵的最高对称性 2 平行六面体内的棱和角相等的数目应最多 3当平行六面体的棱边夹角存在直角时直角数目应最多 4在满足上述条件的情况下晶胞应具有最小的体积
晶胞的基本要素一个是晶胞的大小和形状可用晶胞参数(a,b,c,α,β,γ)(a,b,c,\alpha, \beta, \gamma)(a,b,c,α,β,γ)表示其中a、b、c表示三组棱的棱长α,β,γ\alpha, \beta, \gammaα,β,γ分别表示棱间夹角.
共有7种不同几何特征的三维晶胞称为布拉维系它们的名称、英文名称、符号及几何特征如下
立方cubic(简写c)。 abc,αβγ90°,(只有一个晶胞参数a)四方正方tetragonal(简写t)。 ab≠c,αβγ90°,(有2个晶胞参数a和c)六方hexagonal(简写h)。 ab≠c,αβ90°,γ120°,(有2个晶胞参数a和c)正交斜方orthorhombic(简写o)。 a≠b≠c,αβγ90°,(有3个晶胞参数a,b和c)单斜monoclinic(简写m)。 a≠b≠c,αγ 90°,β≠90°,(有4个晶胞参数a,b,c和β)三斜anorthic(简写a)。 a≠b≠c,α≠β≠γ,(有6个晶胞参数a,b,c,α,β和γ)菱方三角rhombohedral(简写R)。a b c,αβγ≠90°,(有2个晶胞参数a和α)
原子坐标(原子分数坐标)
为了表示晶胞中所有原子的位置用坐标xyz表达晶胞中原子的分布该坐标被称为原子坐标xys因为原子坐标的取值范围总是小于1所以又称为原子分数坐标。
原子坐标取值范围为0|(x,y,x)|0。若值取1就相当于平移到另一个晶胞。一个晶胞中具有某个原子坐标的原子整个晶体中与之对称的原子也具有该原子坐标。
制定原子坐标的方法 (1) 取晶胞参数a、b、c 的方向为三维坐标系坐标轴的方向满足右手系 (2) 以晶胞参数a、b、c 的长度为三个方向的长度单位1所以 晶胞内任意质点的坐标值都会小于1 (3)一般将原点选在晶胞顶点上 如此建立了O-XYZ的晶体坐标系a b c 称作晶体坐标晶轴简称晶轴也称结晶轴。 晶轴的选取原则 (1)晶轴的选择要符合晶体自身的对称性。因此要优先选择对称轴作为晶轴对称轴不够或没有时选对称面的法线方向作为晶轴对称面数目不够或没有时选择合适的晶棱方向作为晶轴。在选择晶棱做晶轴时可以设想将其平行移动至晶体中心。 (2)在满足上述条件的前提下应尽可能使晶轴互相垂直或近于垂直并使轴单位尽可能相等即使abcαβγ90。
两种典型晶轴的安置及名称
三轴定向 除三方晶系、六方晶系以外的晶体均采用X、Y、Z三轴定向。X、Y、Z晶轴的安置是Z轴直立上端为正X轴前后前端为正Y轴左右右端为正。轴角X、Y、Z晶轴正端之间的夹角为轴角。四轴定向 三方、六方晶系的晶体采用X、Y、U、Z四轴定向。4根晶轴的安置是Z轴为直立轴上端为正。X、Y、U为3个水平轴Y轴左右右端为正X轴为左前前端为正U轴右前后端为正。水平晶轴X、Y、U正端之间的夹角为120°。
六方晶系与四轴定向
参考资料 材科基重难点知识详解之六方晶系指数标定 六方晶系4指数晶面表达为何是必要的 六方晶系的晶面指数和晶向指数计算四轴定向
通常情况下我们用三个指数表示晶面和晶向。这种三指数表示方法原则上适用于任意晶系。 但是我们发现在使用三指数来表示六方晶胞的晶面时晶体学上等价面的晶面指数不同。例如图1中的A红面和B黄面是一对等价面但是使用三指数方式标定时所得的晶面指数不相同分别为100和11‾01\overline10110。
由此发现用三指数表示六方晶系的晶面和晶向有一个很大的缺点 即晶体学上等价的晶面和晶向不具有类似的指数不能显示六方晶系的对称性。
为了显示六方晶系的对称性要用四轴表示。 为解决该问题我们对六方晶胞选择了a1,a2,a3,c四个坐标轴并使 a3⃗−(a1⃗a2⃗)\vec{a_3}-(\vec{a_1} \vec{a_2})a3−(a1a2) 如下图所示。由此得到的六方晶系晶面指数的一般形式为h k i l其中i(hk)。 下图为用四轴定向表示的一些晶向和晶面
七大晶系和十四种点阵结构
参考资料 晶体的结构分类七大晶系和十四种点阵结构 一文读懂珠宝矿物的七大晶系xys有许多模型和实物图,立方晶系并不只有立方体一种形式
晶体可以分为七大晶系分别为
这7种晶系又可细分为14种点阵结构 一文读懂珠宝矿物的七大晶系xys有许多模型和实物图 学习资料
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第一章 晶体的特性 第二章 晶体构造理论 第三章 晶体的对称性理论 第四章 晶向、晶面等概念 晶向族特点 1一个晶向指数代表一系列相互平行、方向相同的晶向 2一个晶向族代表一系列性质地位相同的晶向。 3对于立方晶系数字相同仅正负号、数字排序不同的属同一晶向族 第五章 典型半导体材料及电子材料晶体结构特点及有关性质 第六章 晶体的缺陷-点缺陷 第七章 晶体的缺陷-线缺陷 第八章 晶体的缺陷-面缺陷
知乎系列
晶体结构1——了解晶体 晶体结构2——常见晶体实例 晶体结构3——晶格的周期性 晶体结构4——晶向指数与晶面指数
晶体与压敏器件
为什么CMOS都用100经面的晶片 双极的 用111晶面的晶片
半导体力敏器件—xys详细讲解了半导体的压阻效应 对于剪切应力的理解请参考 如何通俗易懂地理解应力—(xys:阐述了正应力包括拉应力和压应力和剪切应力)
