1-2 常见的晶体结构及其原胞、晶胞.docVIP

§1-2 常见的晶体结构及其原胞、晶胞　 ??? 1) 简单晶体的简单立方(simple cubic, sc)　它所构成的晶格为布喇菲格子。例如氧、硫固体。基元为单一原子结构的晶体叫简单晶体。其特点有: 三个基矢互相垂直（ ），重复间距相等，为a，亦称晶格常数。其晶胞=原胞；体积= ；配位数(第一近邻数) =6。（见图1-7） ??????????????????? ?????????????????????????????? 图1-7简单立方堆积与简单立方结构单元 ??? 2) 简单晶体的体心立方 ( body-centered cubic, bcc ) , 例如，Li，K，Na，Rb，Cs,αFe，Cr，Mo，W，Ta，Ba等。其特点有：晶胞基矢 , 并且 ，其惯用原胞基矢由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成：（见图1-9 b） ??????????????? ?? (1-2) 其体积为 ；配位数=8； （见图1-8）??? ?????????????????? ??????????????????????????? 图1-8体心立方堆积与体心立方结构单元 ??????????????? ????????????????????????? 图1-9简单立方晶胞(a)与体心立方晶胞、惯用原胞(b) ??? 3) 简单晶体的面心立方 ( face-centered cubic, fcc ) , 例如，Cu，Ag，Au，Ni，Pd，Pt，Ne, Ar, Xe, Rn, Ca, Sr, Al等。晶胞基矢 ，并且 每面中心有一格点, 其原胞基矢由从一顶点指向另外三个面心点的矢量构成（见图1-10 b）： ??? (1-3)其体积= ；配位数=12。 ，（见图1-10） ????????????????? ???????????????????? 图1-10面心立方结构(晶胞)(a)与面心立方惯用原胞(b) ???? 4) NaCl结构（Sodium Chloride structure），复式面心立方（互为fcc），配位数=6（图1-11 a)。 ????????????????? ? 表1-1 NaCl结构晶体的常数 ?????????????? ???? 5) CsCl结构（Cesuim Chloride structure），复式简单立方（互为sc），配位数=8（图1-11 b）。 ????????????????????? 表1-2 CsCl结构晶体的常数 ???????????????? ?????? ????????????????? 图1-11 NaCl结构和CsCl结构 ???? 6) 金刚石结构（Diamond structure）, 两套fcc格子相互沿对角线位移1/4处套合。如C (a=3.567?), Si(5.431 ? ), Ge(5.657 ? ), Sn(6.46 ?)；配位数=4; 原胞=fcc(布喇菲格子)+两不等价的C原子（图1-12a）。 ??????? ?????????????? 图1-12 金刚石结构和闪锌矿结构 ???? 7) 闪锌矿结构（Cubic Zinc Sulfide structure）, 在金刚石结构中, 两套不等价的格子分别由不同的原子(而非C原子)占据（图1-12b）。见下表： ?????????????? 表1-3闪锌矿结构物质的晶体常数 ???????????? ??? GaAs两个 及 晶面方向不等价, 前者为As面而后者为Ga面；它们在许多物理、化学性能上都不一样, 例如, 腐蚀速度就不一样。 ??? 8) 六角密堆积（hcp），由一层层互错的原子层堆而成，重复周期为二层：ABABABAB……；如Mg, Ce, Co, Zr, Zn, Gd, Cd, Y, Ti, Be, Tl, Se, Te等。其基矢 , 。 fcc也是一种紧密堆积，不同的是，fcc的重复周期为三层： ABCABCABCABC……。配位数=12（图1-13）。 ??? ZnS有另一种结构，即纤维锌矿结构与hcp很相似，其中A=Zn; B=S; 其配位数也是12，所不同的是，原子间距不全相等。????????????????????????? ??????????????????????????? 图1-14 钙钛矿结构 ??? 9)钙钛矿（perovskite structure）