闪锌矿结构复习进程.ppt

《闪锌矿结构复习进程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、闪锌矿结构按照构成固体的粒子在空间的排列情况，可以将固体分为：单晶有周期性非晶无周期性多晶每个小区域有周期性固体最终所取的结构是使得系统能量最小化：◆保持电中性（静电能最小）◆使离子间的强烈排斥最小◆使原子尽可能地靠近◆满足键的方向性由于构成晶体的粒子的不同性质，使得其空间的周期性排列也不相同；为了研究晶体的结构，将构成晶体的粒子抽象为一个点，这样得到的空间点阵成为晶格（晶体结构）。一、晶格及其周期性1.常见的晶体结构简单立方SimpleCubic，SC体心立方Body-CenteredCubic，BCCCsCl结构面心立方Face-CenteredCubic，FCC（立方密排Cu

2、bicClose-Packed）面心立方(立方密排)（续）ABCABCABCABC……六角密排HexagonalClose-Packed，HCPABAB……氯化钠结构金刚石结构(C,Si,Ge)闪锌矿结构(ZnS、GaAs、InAs、InSb、AlP、AlSb、CdTe)2.晶体结构=点阵+基元点阵：空间结构，又称为布拉伐格子，14种基元：全同的结构单元，包含所有的不等价原子SC---简立方点阵，bcc--体心立方点阵，fcc--面心立方点阵hcp--六角点阵，金刚石结构--面心立方点阵，NaCl结构--面心立方点阵CsCl—体心立方点阵，ZnS结构--面心立方点阵原胞：一

3、个晶格最小的周期性单元（固体物理学元胞）3.晶格周期性的描述方法（原胞、基矢、单胞）◆原胞的选取不是唯一的；◆但实际上各种晶格结构已有习惯的原胞选取的方式；◆三维晶格的原胞通常是一个平行六面体。基矢：是指原胞的边矢量如：简立方晶格的立方单元就是最小的周期性单元，通常就选取它为原胞，晶格基矢沿三个立方边，长短相等：三个基矢可以写成：sc单胞（晶体学元胞，晶胞）能够最大限度地反映晶格对称性的最小单元，体积不一定最小，可能含有结点bccfcc4.简单晶格---一个原胞含有1个原子复式晶格---一个原胞含有2个以上原子，它可能是由两种元素引起，也可能是同种原子含有两种不等价的位置引起，如金刚石二、

4、晶列、晶向及晶面晶向指数晶体的一个基本特点是具有方向性，沿晶体的不同方向晶体的性质不同。晶格的格点，可以看成分列在一系列相互平行的直线系上，这些直线系称为晶列。◆同一个格子可以形成方向不同的晶列◆每一个晶列定义了一个方向，该方向称为晶向◆晶向用晶向指数标记◆晶向指数的确定：如果沿着某一晶向，从一个原子到最近的原子的位移矢量为：，则该晶向就用l1、l2、l3来标志，写成[l1l2l3]。标志晶向的这组数称为晶向指数。以简立方晶格为例，OACB立方边，面对角线，体对角线都不止一个，它们的晶向指数确定方法和以上一样，涉及到负值的指数，按惯例，负值的指数用头顶上加一横来表示：面对角线共有12个，统称

5、这些面对角等效晶向时，写成<110>；体对角线共有8个，统称这些体对角等效晶向时，写成<111>；立方边共有6个不同的晶向，由于晶格的对称性，晶体在这些方向上的性质完全相同，统称这些等效晶向时，写成〈100〉；等效晶向<100><110><111>晶面：晶格的格点还可以看成分列在平行等距的平面系上，这样的平面称为晶面，晶面指数具体讨论晶体时，常常要谈及某些具体晶面，因此需要有一定的办标志不同的晶面，常用的是所谓密勒指数。密勒指数可以这样确定：在晶格中，选一格点为原点，并以3个基矢a1、a2、a3为坐标轴建立坐标系。该晶面族中任一晶面与3个坐标轴交点的位矢（截距）分别为ra1、sa2、ta

6、3，则它们的倒数连比可化为互质的整数，即其中h、k、l为互质的整数，晶体学中以（hkl）来标志该晶面，称为密勒指数。rst图中示出了简立方中某3个晶面的密勒指数：◆侧面：（100）◆对角面：（110）◆顶对角面：（111）◆可以证明，简立方晶格中一个晶面的密勒指数是和沿此晶面法向的晶向的晶向指数完全相同的等效晶面立方晶体中的立方体共有6个不同的侧面，由于晶格的对称性，晶体在这些晶面的性质完全相同，统称这些等效晶面时，写成{100};{100}对角面共有12个，统称这些对角面时，写成{110};{110}顶对角面共有8个，统称这些顶对角面时，写成{111}；{111}三、常见半导体的结构类型与

7、共价四面体1.六种常见结构类型◆金刚石结构Si、Ge◆闪锌矿结构GaAs、InAs、InSb、AlP、AlSb、CdTe◆纤锌矿结构GaP、InP、GaN、AlN◆氯化钠结构PbS、PbSe◆硫化汞结构HgS◆石墨结构◆纤锌矿结构◆石墨结构共价四面体Si,Ge元素的最外层有4个价电子，两两分别位于最外层的S轨道和P轨道：SiGe当Si、Ge的原子形成晶体时，原来在s轨道上的二个价电子，有一个被击