11晶体结构.ppt

固体物理学固体物理 1 1 固体的分类 固体分类(按结构) 固体晶体:非晶体:准晶体: 长程有序不具有长程序的特点,短程有序。单晶体多晶体有长程取向性,而没有长程的平移对称性。第一章晶体结构固体物理学固体物理 2 至少在微米量级范围内原子排列具有周期性。 长程有序: 自限性:晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。 各向异性:晶体的物理性质是各项异性的。 OO 1O ? ClAC 1A *A B )面示意图晶体结构( 100 NaCl 晶体的共性固体物理学固体物理 3 补充: :尽管同一种晶体其外形可能不同,但相应的两晶面之间的夹角总是不变的,这称为晶面夹角守恒定律。石英晶体: a、b间夹角总是 141 o47′;a、c间夹角总是 113 o08′;b、c间夹角总是 120 o00′。固体物理学固体物理 4 晶面的交线称为晶棱,晶棱互相平行的晶面的组合称为晶带,如右图中 a,1,b,2。 1 abc d2 互相平行的晶棱的共同方向称为该晶带的带轴,晶轴是重要的带轴。如右图中 OO ′ :晶体沿某些确定方位的晶面劈裂的性质,称为晶体的解理性, 这样的晶面称为解理面。固体物理学固体物理 5 (在同一方向上)的物理性质相同。 :晶体在某几个特定方向上可以异向同性,这种相同的性质在不同的方向上有规律地重复出现,称为晶体的对称性。 :给某种晶体加热,当加热到某一特定温度时,晶体开始熔化,且在熔化过程中保持不变,直到晶体全部熔化, 温度才开始上升,即晶体有固定的熔点。固体物理学固体物理 6 晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的,即晶体的宏观特性是微观特性的反映。自限性、晶面夹角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点。晶体的宏观特性: 思考固体物理学固体物理 7 晶体的规则外形——最显著的特点是晶面有规则、对称地配置——一个理想完整的晶体,相应的晶面的面积相等——在熔化过程中,晶态固体的长程有序解体时对应一定的熔点没有缺陷和杂质的晶体叫做理想晶体。缺陷: 缺陷是指微量的不规则性。各向异性和解理性。例如,云母的解理性; 在微米量级的范围是有序排列的——长程有序 2 晶体固体物理学固体物理 8 ——六角形白色结晶体雪花结晶花样——空气中所含水汽多少及温度高低等不同,所形成的雪花的形状也不同固体物理学固体物理 9 Be 2O 3晶体与 Be 2O 3玻璃的内部结构——在凝结过程中不经过结晶的阶段,非晶体中分子与分子的结合是无规则的,没有固定的熔点。玻璃橡胶 3 非晶体——不具备长程有序特点固体物理学固体物理 10 多晶体——由两个以上的同种或异种单晶组成的结晶物质,各单晶通过晶界结合在一起液晶——一些晶体当加热至某一温度 T 1时转变为介于固体与液体之间的物质,在一维或二维方向上具有长程有序准晶体—— 1984 年 Shechtman 用快速冷却方法制备的 AlMn 准晶,结构有别于晶体和非晶体——多晶由成千上万的晶粒构成,尺寸大多在厘米级至微米级范围内变化,没有单晶所特有的各向异性特征——当继续加热至温度 T 2时,转变为液体,用于显示器件有长程的取向序,沿取向序的对称轴方向, 有准周期性,但无长程周期性