固体物理概念自己整理

固体物理概念固体物理概念 自己整理自己整理 第一章第一章 1.1.晶体晶体----------内部组成粒子（原子、离子或原子内部组成粒子（原子、离子或原子 团）团） 在微观上作有规则的周期性重复排列构成的在微观上作有规则的周期性重复排列构成的 固体。固体。 晶体结构晶体结构即晶体的微观结构，晶体结构晶体结构即晶体的微观结构， 是指是指 晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排 列情况。列情况。 金属及合金在大多数情况下都以结晶状金属及合金在大多数情况下都以结晶状 态使用。态使用。晶体结构是决定固态金属的物理、晶体结构是决定固态金属的物理、化学化学 和力学性能的基本因素之一。和力学性能的基本因素之一。 2.2.晶体的通性晶体的通性------------所有晶体具有的共通性质，所有晶体具有的共通性质， 如自限性、最小内能性、锐熔性、均匀性和各向如自限性、最小内能性、锐熔性、均匀性和各向 异性、对称性、解理性等。异性、对称性、解理性等。 3.3.单晶体和多晶体单晶体和多晶体----------单晶体的内部粒子的周单晶体的内部粒子的周 期性排列贯彻始终；期性排列贯彻始终； 多晶体由许多小单晶无规堆多晶体由许多小单晶无规堆 砌而成。砌而成。 4.4.基元、基元、 格点和空间点阵格点和空间点阵------------基元是晶体结构基元是晶体结构 的基本单元，的基本单元，格点是基元的代表点，格点是基元的代表点，空间点阵是空间点阵是 晶体结构中等同点（格点）的集合，其类型代表晶体结构中等同点（格点）的集合，其类型代表 等同点的排列方式。等同点的排列方式。 倒易点阵是由被称为倒易点或倒易点的点倒易点阵是由被称为倒易点或倒易点的点 所构成的一种点阵，所构成的一种点阵， 它也是描述晶体结构的一种它也是描述晶体结构的一种 几何方法，几何方法，它和空间点阵具有倒易关系。它和空间点阵具有倒易关系。倒易点倒易点 阵中的一倒易点对应着空间点阵中一组晶面间阵中的一倒易点对应着空间点阵中一组晶面间 距相等的点格平面。距相等的点格平面。 5.5.原胞、原胞、WSWS 原胞原胞----------在晶体结构中只考虑周期在晶体结构中只考虑周期 性时所选取的最小重复单元称为原胞；性时所选取的最小重复单元称为原胞； WSWS 原胞原胞 即即 Wigner-SeitzWigner-Seitz 原胞，是一种对称性原胞。原胞，是一种对称性原胞。 6.6.晶胞晶胞----------在晶体结构中不仅考虑周期性，同在晶体结构中不仅考虑周期性，同 时能反映晶体对称性时所选取的最小重复单元时能反映晶体对称性时所选取的最小重复单元 称为晶胞。称为晶胞。 7.7.原胞基矢和轴矢原胞基矢和轴矢 --------原胞基矢是原胞中相交原胞基矢是原胞中相交 于一点的三个独立方向的最小重复矢量；于一点的三个独立方向的最小重复矢量； 晶胞基晶胞基 矢是晶胞中相交于一点的三个独立方向的最小矢是晶胞中相交于一点的三个独立方向的最小 重复矢量，通常以晶胞基矢构成晶体坐标系。重复矢量，通常以晶胞基矢构成晶体坐标系。 8.8.布喇菲格子（单式格子）和复式格子布喇菲格子（单式格子）和复式格子 ------------ 晶体结构中全同原子构成的晶格称为布喇菲格晶体结构中全同原子构成的晶格称为布喇菲格 子或单式格子，子或单式格子， 由两种或两种以上的原子构成的由两种或两种以上的原子构成的 晶格称为复式格子。晶格称为复式格子。 9.9.简单格子和复杂格子（有心化格子）简单格子和复杂格子（有心化格子） ------------ 一个晶胞只含一个格点则称为简单格子，一个晶胞只含一个格点则称为简单格子， 此时格此时格 点位于晶胞的八个顶角处；点位于晶胞的八个顶角处； 晶胞中含不只一个格晶胞中含不只一个格 点时称为复杂格子，点时称为复杂格子， 其格点除了位于晶胞的八个其格点除了位于晶胞的八个 顶角处外，顶角处外，还可以位于晶胞的体心还可以位于晶胞的体心（体心格子）（体心格子） 、、 一对面的中心（底心格子）和所有面的中心（面一对面的中心（底心格子）和所有面的中心（面 心格子）心格子） 。。 10.10.密堆积和配位数密堆积和配位数 ----------晶体组成原子视为等晶体组成原子视为等 径原子时所采取的最紧密堆积方式称为密堆积，径原子时所采取的最紧密堆积方式称为密堆积， 晶体中只有六角密积与立方密积两种密堆积方晶体中只有六角密积与立方密积两种密堆积方 式。式。 晶体中每个原子周围的最近邻原子数称为配晶体中每个原子周围的最近邻原子数称为配 位数。位数。由于晶格周期性限制，由于晶格周期性限制，晶体中的配位数只晶体中的配位数只 能取能取1212，，8 8，，6 6、、4 4、、3 3（二维）和（二维）和 2 2（一维）（一维） 。。 11.11.晶列、晶向（指数）和等效晶列晶列、晶向（指数）和等效晶列 ----------晶列是晶列是 晶体结构中包括无数格点的直线，晶体结构中包括无数格点的直线， 晶列上格点周晶列上格点周 期性重复排列，期性重复排列， 相互平行的晶列上格点排列周期相互平行的晶列上格点排列周期 相同，相同， 一簇相互平行的晶列可将晶体中所有格点一簇相互平行的晶列可将晶体中所有格点 包括无遗；包括无遗；晶向指晶列的方向，晶向指晶列的方向，晶向指数是晶列晶向指数是晶列 的方向余旋的互质整数比，表为的方向余旋的互质整数比，表为[uvw][uvw]；等效晶；等效晶 列是晶体结构中由对称性相联系的一组晶列，列是晶体结构中由对称性相联系的一组晶列， 表表 为为。。 12.12.晶面、晶面指数和等效晶面晶面、晶面指数和等效晶面--------晶面是晶体晶面是晶体 结构中包括无数格点的平面，结构中包括无数格点的平面， 相互平行的晶面的相互平行的晶面的 面间距相等，面间距相等， 一簇相互平行的晶面可将晶体中所一簇相互平行的晶面可将晶体中所 有格点包括无遗；有格点包括无遗； 晶面指数是晶面法线方向的晶面指数是晶面法线方向的 方向余旋的互质整数比，表为方向余旋的互质整数比，表为hklhkl；等效晶面；等效晶面 是晶体结构中由对称性相联系的一组晶面，是晶体结构中由对称性相联系的一组晶面， 表为表为 {hkl}{hkl}。。 密勒指数特指晶胞坐标系中的晶面指数。密勒指数特指晶胞坐标系中的晶面指数。 13.13.晶体衍射晶体衍射--------晶体的组成粒子呈周期性规则晶体的组成粒子呈周期性规则 排列，晶格周期和排列，晶格周期和 X-X-射线波长同数量级，因此射线波长同数量级，因此 光入射到晶体上会产生衍射现象，称为光入射到晶体上会产生衍射现象，称为 X-X-射线射线 晶体衍射。晶体衍射。 14.14.劳厄方程和布拉格公式劳厄方程和布拉格公式--------晶体衍射时产生晶体衍射时产生 衍射极大的条件。劳厄将晶体衍射极大的条件。劳厄将晶体 X-X-射线衍射看作射线衍射看作 是晶体中原子核外的电子与入射是晶体中原子核外的电子与入射 X-X-射线的相互射线的相互 作用，而布拉格父子则将晶体作用，而布拉格父子则将晶体 X-X-射