晶体结构及氧化铝晶体特点.ppt

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1、晶体结构&氧化铝晶体结构简介§1.1晶体的宏观特征§1.2晶格的微观结构及常见的晶体结构§1.3晶格周期性的描述§1.4典型晶体结构的原胞和晶胞§1.5晶向&晶面及标记§1.6七大晶系&14种原胞§1.7氧化铝晶体结构简介§1.1晶体的宏观特征晶体：粒子（原子、离子或分子）在空间周期性地长程有序排列形成的固体1、晶体与非晶体Be2O3晶体非晶体：粒子在空间中无长程序排列形成的固体Be2O3玻璃2、晶体的宏观特征自范性：晶体物质在适当的结晶条件下，都能自发的成长为单晶体，发育良好的单晶体均以平面作为它与周围物质的界面，而呈现出凸多面体。本质是

2、晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。晶面角守恒：对于一定类型的晶体来说，不论外形如何，其外表的晶面间总有一特性的夹角。a,b面，b,c面，a,c面三个夹角分别为141o47’，120o00’，113o08’几种不同外形的石英晶体晶体外形图解理性：晶体受外力作用时，具有沿某一个或几个特定晶面劈裂的性质。如云母很容易沿自然层状结构平行方向劈为平面，这些劈裂面称为解理面。各向异性：晶体的物理性质随观测方向而变化的现象。包括压电性质、光学性质、磁学性质及热学性质等。如石墨的电导率沿晶体不同方向测时，数值不同。均匀性：晶体的宏观性质不

3、随内部位置的变化而异。对称性：晶体的宏观性质在不同方向有规律地重复出现的现象。最低内能：从气态、液态、非晶态到晶态都要放热。反方向的变化都要吸热。表明晶体内能最小，因此晶体最稳定。熔点固定：当加热晶体到某一特定的温度是，晶体开始熔化，且在熔化过程中保持温度不变，直至晶体全部溶化后，温度才又开始上升。。§1.2晶体微观结构2，晶格或点阵晶体中的原子都是周期性地长程有序排列的，若把晶体内部的微粒看成是几何学上的点，这些点按一定规则组成的空间格子称为晶格（或点阵）。1，基元晶体可以由一种或多种原子（或离子）组成，它们构成晶体的基本结构单元，称为基

4、元。晶格基元+晶体晶格1、简单立方1）将原子球在一个平面内按正方排列形成原子层2）将原子层按图所示沿垂直层面方向叠加起来就得到简单立方结构，其最小的重复结构单元如图3）用原点表示原子的位置，即得到简单立方格子常见的晶体的结构原子层原子层原子层最小单元简单立方格子2、体心立方1）原子球按正方形式铺开形成一原子层，计为Ａ原子层，类似排列形成另一原子层，计为Ｂ原子层2）将B层原子放在Ａ层四个原子的间隙里，第二层的每个球和第一层的四个球紧密相切，如图，按ABABAB….次序沿垂直于层面方向叠加起来就得到体心立方。体心立方单元如图所示3）用原点表示原

5、子的位置，即得到体心立方格子Li、Na、K、Rb、Cs、Fe等金属为典型的具有体心立方晶格的金属3、面心立方1）面心立方晶体的原胞和简单立方相似，所不同的是，除立方体顶角上有原子外，在立方体的六个面的中心还有六个原子。2）用原点表示原子的位置，即得到面心立方格子Cu、Al、Ni等具有面心立方结构。4、六角密排结构1）原子球平铺在平面上，任意一个球都与六个球相切，每三个相切的球的中心构成一等边三角形，且每个球的周围有六个空隙，这样构成一原子层，计为Ａ原子层。3）将B层的球放在Ａ层相间的3个空隙里，B层每个球和A层三个球紧密相切，如图。2）类似

6、排列形成另一原子层，计为Ｂ原子层。4）按ABABAB….次序沿垂直于层面方向叠加起来就得到六角密排结构5）用原点表示原子的位置，即得到六角密积格子Be、Mg、Zn、Cd等具有六角密排晶格结构。BA5、金刚石结构金刚石由碳原子构成，其结构可以看成是由面心立方结构演变而来的，即：在一个面心立方原胞的基础上在体内再额外加四个原子，体内四个原子分别位于四个空间对角的1/4处。面心立方金刚石重要的半导体材料，如Ge、Si等，都有四个价电子，其晶体结构和金刚石相同6、闪锌矿结构和金刚石结构相似，所不同的是，在立方体顶角和面心处的原子与体内原子分别属于不

7、同的元素。许多重要的化合物半导体，如InSb、ZnS、GaAs、InP等均是闪锌矿结构。1、晶格周期性的描述原胞一个晶格中最小的周期性单元（重复单元）晶格的共同特点是具有周期性，可以用原胞和基矢来描述这一周期性二维布喇菲格子原胞，由相邻的四个原子构成的面积最小的平行四边形晶格周期性的描述二维布喇菲格子基矢基矢原胞的边矢量三维格子的重复单元是平行六面体基矢是原胞的三个边矢量原胞对应体积最小的重复单元三维布喇菲格子晶胞的边在晶轴方向，边长等于该方向上的一个周期，代表晶胞三个边的矢量称为晶胞基矢，用　　、、　　表示，这三个矢量的长度a、b和c实际

8、上就是所谓的晶格常数。原胞是晶格的最小周期性单元，但是很多情况下原胞不能反映晶格的对称性。因此，为了同时反映晶格的对称性，往往会取较大的周期单元。结晶学中选取的单元称为结晶学单胞