晶体结构结构 晶面指数PPT教案.pptx

会计学
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晶体结构结构 晶面指数
第1讲 晶体结构1 Crystals Structure
晶体结构 Crystal Structure
晶列、晶面 Crystals Array and Plane
对称性 Symmetry
倒易空间 Reciprocal Space
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晶 体
固 体：包括晶体、非晶体和准晶
晶 体：有固定熔点，金属、岩盐、石英、金刚石
非晶态：没有固定熔点，橡胶、塑料、玻璃、腊
晶 体：是指其内部的原子、分子、离子或其集团在三维空间呈周期排列的固体，表现为长程有序（在微米量级范围是有序的）
非晶体：无规则的，无序的或短程有序的。
在X射线中出现明显衍射峰的称为晶体
（微米量级甚至纳米量级）
晶体分为：
单晶体 多晶体；有机晶体 无机晶体
完整晶体 非完整晶体
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晶体特征
固体物理研究的对象：长程有序晶体完整晶体。
晶体中原子的周期性排列使晶体具有一些共同的性质：
:晶体不同部位的宏观性质相同（平移特性）
:晶体的不同方向上具有不供的物理性质（旋转特性）
：晶体具有自发形成规则的几何外形的特性
：晶体在某几个特定的方向上表现出来的物理化学性质完全相同的特性
：晶体常具有某些确定范围的沿晶面劈裂的性质，劈面称为解理
：同一种物质的几种不同形态（气、液、非晶态、晶态）以晶体内能最小
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晶体的周期性
晶体结构＝结构基元＋空间点阵
为了便于分析研究晶体中质点的排列规律性，可先将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体
其中的等价的原子或原子团代表一个结构基元(basis)，抽象为格点或阵点。
空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境（包括化学环境和几何环境），在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。
Bravais格子描述空间点阵： Rl=l1al+l2a2+l3a3，体现了平移对称性
l1,l2,l3 为整数，al,a2,a3代表不在同一平面内的3个矢量，称为基矢
体现了对称性与周期性
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点阵与晶体结构
阵点（几何点代替结构单元）和点阵（阵点的分布总体）
与晶体结构（=点阵+结构单元）的区别。

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原胞和基矢
元胞 选取有一定随意性?
基本原则：最小重复单元，体积最小，内部不包含其他格点
原胞(Primitive cell) 一个晶格中最小重复单元，平移完全覆盖晶格的最小单元，原胞中必包含、也只包含一个结构基元（阵点）
体现晶格共同特点 —— 周期性，可以用原胞和基矢来描述
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原胞和基矢
基矢 满足R=l1al+l2a2+l3a3 (Bravais 格子)，其中矢量al, a2 , a3 为原胞的边矢量，即基矢;由基矢构成的六面体即原胞
2原胞选取
基矢的选择原则：
al, a2 , a3 线性无关
al, a2 , a3尽可能小，夹角尽可能为直角或接近于直角，并组成右手系
尽可能反映点阵的对称性
原胞体积
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晶胞和轴矢