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第一章 晶体结构
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
当前位置:晶体结构| 本章小结
第一章 小结
 (1)晶体和非晶体。

    晶体中原子有规则地周期性排列,具有长程有序的性质。非晶体中的原子无序排列,没有周期性,但在几个原子

范围内原子排列是有规律的,即非晶体的原子排列具有短程有序的性质。介于晶体和非晶体之间存在一种原子有序排

列,但不具有平移周期性的固体,称为准晶体。

 (2)空间点阵

    基元是晶体的基本结构单元,基元中某个相应的代表点称为格点。格点在空间的分布称为空间点阵。基元对应着

某个原子或原子集团,点阵以一种数学抽象,所以有下列式子成立:

点阵 + 基元 = 晶体结构。

空间点阵也可以由 3 个非共面的矢量在空间作无限平移而得到。这 3 个非共面的矢量称为基矢。对于同一种晶体,

基矢的选取不唯一。以 3 个基矢为边所构成的平行六面体称为原胞。由于基矢选不唯一,则原胞的选取也是不唯一的

。常用的原胞有两种:一种是固体物理学原胞,简称原胞,它只含一个格点,是晶体中体积最小的重复结构单元;另

一种是结晶学原胞,简称为晶胞,可以包含多个格点,体积也不一定是最小的,它不仅反映晶体的周期性,也反映了

晶体的对称性。

 (3)晶体的对称性

    晶体的对称性是指经过某种操作之后晶体自射重合的性质,这种操作称为对称操作。对称操作数止多的晶体对称

性高。反映晶体宏观对称性的点对称操作有旋转、空间反演或它们的组合,此外晶体还具有平移对称性相对应的是平

移操作。

    按照对称性,可以将反映晶体周期性的布喇菲格子分为 7 类,即 7 个晶系,每个晶系还可有不止一个布喇菲原

胞, 7 个晶系共有 14 种布喇菲原胞。

 (4)晶列指数和晶面指数

    晶列指数 [ ] 是表示晶列的方向;晶面指数( )是标识晶面的方向。经结晶学原胞基矢 a,b,c 为坐

标系写出的晶面指数( hkl )称为密勒指数。这些指数分别是互质整数,指数简单的晶列或晶面是最重要的。

 

 (5)倒格子

    根据基矢 可定义另一套基矢 ,因为这套基矢的量纲为 ,故称为倒格子基矢。由这套倒格子基

矢在空间中平移所得到的点阵称为倒格子点阵(或倒格子空间)。倒格子空间中的一个点可用一倒格子矢量

来表示。这个矢量与晶面指数为( )的晶面族垂直。

 (6)布里渊区

    k 空间中由倒格矢的垂直平分面所围成的多面体区域称作布里渊区;其中,在原点周围所围成的最小多面体就是

第一布里渊区;与第一布里渊区有共同界面的相邻各小区之和称为第二花布里渊区:如此类推其它的各布里渊区。各

布里渊区的体积都相同,均等于倒格子原胞的体积 ,其中 是正格子原胞的体积。

 (7)X射线衍射

     对于给定的波长 λ和入射方向的 X射线,只有当晶面间距和掠射角 θ 满足 的晶面族,才会在

其反射方向观察到衍射线,这就是布拉格方程。衍射加强条件还可以表示为 ,即入射X射线波

落在而里渊区边界上时,就会产生加强的布拉格反射。但这只是观察到布拉格反射的必要条件。

 (8)晶体结构分析。

    常用晶体结构分析的实验手段有 X 射线衍射,电子衍射,中子衍射和扫描隧道显微镜。这些方法均利用了其束流

与固体的相互作用。其相互作用机理不同,因而可以用于分析晶体的不同方面的性质。

 
 
   
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