固体物理常见晶体的结构.pptVIP

第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日如果组成晶体的基元是由两种或两种以上的原子组成，则该晶格称为复式格子。在复式格子中，若以每一个基元中相应的同种原子为结点可以各自构成一套网格-------子晶格。各子晶格互移套构形成复式格子。如果组成晶体的基元是由完全相同的一种原子组成，则该晶格称为简单格子。由基元中原子间的相对位置决定第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日原胞子晶格子晶格基元晶格原胞基元晶格第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日1.氯化铯结构氯化铯（CsCl）是另一种典型的离子晶体，它的晶体结构如图所示。CsCl二、典型材料的晶体结构第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日Cl+子晶格Cs+子晶格晶格?基元?原胞简单立方晶格与基元第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日CsCl晶体:简单立方Cl-和Cs+各自构成一套简单立方结构的子晶格，CsCl结构是这两个子晶格沿立方体空间对角线方向平移1/2空间对角线长度套构而成的。所以，CsCl结构是简单立方结构，而不是体心立方结构。第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日2.氯化钠结构氯化钠晶体由氯原子和钠原子组成的第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日晶格?基元?原胞原胞子晶格子晶格基元晶格第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日由Na+和Cl-各自构成一套面心立方格子，它们彼此沿对角线方向平移1/2套构形成了.第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日3.金刚石结构原子除了占据立方体的顶角和面心位置外，在面心立方的晶胞内还有4个原子，这4个原子分别位于4个空间对角线的1/4处。（1/4，1/4，1/4），（3/4，3/4，1/4）（1/4，3/4，3/4），（3/4，1/4，3/4）第10页，共35页，星期日，2025年，2月5日在正四面体中心位置的碳原子其价键的取向同四面体顶角上的碳原子价键取向是不同的，所以，这两种碳原子的周围环境情况是不相同的，因此，金刚石结构是复式格子。金刚石可以看成是由两个面心立方的子晶格彼此沿空间对角线平移1/4长度套构而成的。晶格?基元?原胞晶格与基元原胞第11页，共35页，星期日，2025年，2月5日4.闪锌矿结构（ZnS）ZnS和金刚石具有相似的结构，但我们常称ZnS具有“闪锌矿结构”。在ZnS晶体中，Zn和S分别组成面心立方结构的子晶格，这两个子晶格彼此沿空间对角线平移1/4空间对角线长度套构而成。第12页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.钙钛矿结构钙钛矿结构以CaTiO3的结构为代表，许多铁电、介电、压电、光电以及高温超导材料都具有钙钛矿结构，如：BaTiO3,PbZrO3,LiNbO3,LiTaO3等等。现在，我们以BaTiO3为例，介绍这种类型的结构。第13页，共35页，星期日，2025年，2月5日基元：Ba、Ti、OⅠ、OⅡ、OⅢ晶格?基元?原胞简单立方第14页，共35页，星期日，2025年，2月5日整个BaTiO3晶格可以看成是由Ba、Ti、OⅠ、OⅡ、OⅢ各自构成的简单立方格子套构而成的。第15页，共35页，星期日，2025年，2月5日第16页，共35页，星期日，2025年，2月5日6.密堆积结构(1)、密堆积结构常见于金属晶体。(2)、密堆积结构只存在于由一种原子组成的晶体。(3)、密堆积结构可以最有效地占据空间。(4)、在几何处理上，可以将原子看成是刚性的小球。(5)、密堆方式：立方密堆和六角密堆第17页，共35页，星期日，2025年，2月5日第一层：每个小球与6个小球紧密相邻平铺构成第一层，在第一层，每三个小球之间存在一个间隙，每个小球周围有6个间隙，分别标记为间隙B和C，标记第一层为A层。第18页，共35页，星期日，2025年，2月5日第二层：小球放置在第一层之上的间隙B位置