光伏理论基础!光伏发电理论教程。。。.ppt

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1、1.4.3几种典型的晶体结构在一个平面内，原子球规则排列的一种最简单的形式，可以形象地称为正方排列，如果把这样的原子层叠起来，各层的球完全对应，就形成所谓最简立方晶格。简单立方晶格的原子球心形成一个三维的立方格子的结构。一、简单立方结构一个简单立方格子占有几个原子呢？首先要看每一个原子被几个格子占有。属于4个小立方体属于8个小立方体每个原子为8个晶胞所共有，每个晶胞包含该原子的1/8.属于4个小立方体每个晶棱上的原子为4个晶胞所共有，每个晶胞占有该原子的1/4每个面心上的原子为2个晶胞所共有，每个晶胞占有该原子的1/

2、2.对于简单立方晶格来说，晶胞的体积可以认为是一个原子所“占据”的体积，这样的晶胞显然也是最小的重复单元与原胞相同。设a1、a2、a3表示原胞基矢，a、b、c表示晶胞基矢，则：a1=a、a2=b、a3=c简立方是边长为a的立方体，所以a1=a2=a3=a=b=c简立方晶胞的体积为一个原子的体积：二、体心立方结构体心立方结构除了在顶角处有原子外，在体心位置还有一个原子。三个方向的棱长均相等。原子在每一层的排列与简单立方结构相同，原子球在每一层仍然是正方排列，区别在于立方体8个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切

3、。层与层中原子球的堆积方式不同，呈现ABABAB…形式。设原子球的半径为r，则每层面内相邻原子球之间的间隙为：Δ==0.31r平均每个布拉维原胞包含2个格点。固体物理学原胞的体积简单立方体心立方三、密堆积结构简单立方结构和体心立方结构并不是最紧密的堆积方式。原子若要构成最紧密的堆积方式，原子球必须与同一平面内相邻的6个原子球相切，如此排列的一层原子称为密排面。要达到最紧密堆积，相邻原子层也必须为密排面，而且原子球心必须与相邻原子层的空隙相重合。我们把最紧密的堆积称为密堆积。在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围

4、6个球相切，在中心的周围形成6个凹位，将其算为第一层(A)。第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位（B）。关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。密堆积方式①密排六方结构——ABAB…②面心立方结构——ABABABCABC…下图是此种结构原子层的前视图ABABA第一种方式是将球对准第一层的球。于是每两层形成一个周期，即ABAB重复的堆积方式，形成密排六方结构。①密排六方结构密排六方结构的晶胞如右图所示，其形状为一六角柱体，晶胞中十二个原子分布在六方体的十二个角上，上下底面的

5、中心各分布一个原子，上下底面之间均匀分布三个原子。它是由两个简六方结构套构而成的。设点阵常数为a和c，则：c/a=1.633Mg，Ti，Zn等约30种金属元素属于密排六方结构。作业：一个密排六方晶格占有几个原子呢？aA层B层第三层的另一种排列方式，是将第三层原子球对准第一层的2，4，6位，这是C层。②面心立方结构第四层再排A，于是形成ABCABC三层一个周期。得到面心立方堆积。ABCABC形式的堆积，为什么形成了面心立方结构？我们来加以说明。面心立方晶胞面心立方晶胞占有的原子数是多少呢？1.八个原子构成一个立方体，原

6、子为相邻的八个晶胞所共用，故属于该晶胞；2.六个面的中心各有一个原子，每个面心上的原子只有属于该晶胞。因此每个晶胞含有：原子。4个1/81/2固体物理学原胞的体积原胞金属Cu、Ag、Au、Pb、Ni、Al等属于面心立方结构。四、复式晶格(1)简单晶格（布喇菲晶格）如果晶体由完全相同的一种原子组成，且每个原子周围的情况完全相同，则这种原子所组成的网格称为简单晶格。(2)复式晶格复式晶格：晶格中包含两种或更多种等价的原子（离子）。等价的意义是原子周围的化学性质和物理性质都是相同的。复式晶格1.不同原子或离子构成的晶体，如

7、：NaCl、CsCl、ZnS等2.相同原子但几何位置不等价的原子构成的晶体，如：具有金刚石的C、Si、Ge以及具有六角密排结构的Be、Mg、Zn等复式晶格下图CsCl的结构是简单晶格吗？不是氯化铯结构氯化铯结构是由两个简立方子晶格沿体对角线位移1/2的长度套构而成。Cl-和Cs+分别组成简立方格子，氯化铯结构属简立方。每个原胞包含1个格点，每个晶胞包含1个格点。原胞由一个Cl-和一个Cs+组成。氯化铯结构金刚石晶体结构图金刚石结构金刚石结构的一个晶胞含有几个原子？1.立方体的顶角8个；2.面心上共6个；3.在4个空间

8、对角线的1/4处还有4个8个金刚石结构金刚石结构是由两个面心立方子晶格沿体对角线位移1/4的长度套构而成。cc因此，每个晶胞包含8个格点，每个子晶胞含有4个格点。金刚石结构中存在有较大的空隙。cc金刚石结构的特点：1、每个晶胞包含8个原子；2、原子排列得很不紧密；3、每个晶胞有两面心立方晶胞套构而成；4.金刚石结构的原胞选取与面心立方的原胞选取