晶体结构与常见晶体结构类型第四讲.ppt

晶体结构与常见晶体结构类型第四讲
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图2-17 闪锌矿结构
（a）晶胞结构
（c）[ZnS4]分布及连接
（b）（001）面上的投影
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（纤锌矿，wurtzite ）型结构及热释电性
（1）结构解析
纤锌矿属于六方晶系，点群6mm，空间群P63mc，晶胞结构如图2-18所示。
结构中S2-作六方最紧密堆积，Zn2+占据四面体空隙的1/2，Zn2+和S2-离子的配位数均为4。六方柱晶胞中ZnS的“分子数”为6，平行六面体晶胞中，晶胞分子数为2。结构由Zn2+和S2-离子各一套六方格子穿插而成 。
常见纤锌矿结构的晶体有BeO、ZnO、CdS、GaAs等晶体。
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图2-18 纤锌矿结构六方柱晶胞和平行六面体晶胞
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（2）纤锌矿结构与热释电性及声电效应
某些纤锌矿型结构，由于其结构中无对称中心存在，使得晶体具有热释电性，可产生声电效应。热释电性是指某些象六方ZnS的晶体，由于加热使整个晶体温度变化，结果在与该晶体c轴平行方向的一端出现正电荷，在相反的一端出现负电荷的性质。晶体的热释电性与晶体内部的自发极化有关。实际上，这种晶体在常温常压下就存在自发极化，只是这种效应被附着于晶体表面的自由表面电荷所掩盖，只有当晶体加热时才表现出来，故得其名。热释电晶体可以用来作红外探测器。
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纤锌矿型结构的晶体，如ZnS、CdS、GaAs等和其它II与IV族，III与V族化合物，制成半导体器件，可以用来放大超声波。这样的半导体材料具有声电效应。通过半导体进行声电相互转换的现象称为声电效应。
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二、AX2型结构
AX2型结构主要有萤石（CaF2，fluorite）型，金红石（TiO2，rutile）型和方石英（SiO2，-cristobalite）型结构。其中CaF2为激光基质材料，在玻璃工业中常作为助熔剂和晶核剂，在水泥工业中常用作矿化剂。TiO2为集成光学棱镜材料，SiO2为光学材料和压电材料。AX2型结构中还有一种层型的CdI2和CdCl2型结构，这种材料可作固体润滑剂。AX2型晶体也具有按r+/r-选取结构类型的倾向，见表2-7。
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表2-7 AX2型结构类型与r+/r-的关系
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立方晶系，点群m3m，空间群Fm3m，如图2-19所示。
Ca2+位于立方晶胞的顶点及面心位置，形成面心立方堆积，F－填充在八个小立方体的体心。
Ca2+的配位数是8，形成立方配位多面体[CaF8]。F－的配位数是4，形成[FCa4]四面体，F－占据Ca2+离子堆积形成的四面体空隙的100%。
或F－作简单立方堆积，Ca2+占据立方体空隙的一半。
晶胞分子数为4。
由一套Ca2+离子的面心立方格子和2套F－离子的面心立方格子相互穿插而成。
（CaF2）型结构及反萤石型结构
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