固体物理ReviewPPT精品课件
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《固体物理基础概论》PPT课件
组成晶态固体的粒子在空间周期性排列,具 有长程序,它的对称性是破缺的。
非晶体与晶体相反，其组成粒子在空间的 分布是完全无序或仅仅具有短程序,具有高度 的对称性。
准晶介于晶体和非晶体之间，粒子在空间 分布有序，但不具有周期性，仅仅具有长程的 取向序。
固体物理的研究对象以晶体为主。
准晶
2 . 固体物理学的基本任务：是企图从微观上 去解释固体材料的宏观物性，并阐明其规律。
到了期末，接近考试了，此时介绍晶体结合 、晶体缺陷等学生材内容和学时分配 第一章 金属自由电子费米气体模型(10学时) 第二章 晶体的结构 (19学时) 第三章 能带论 (23学时) 第四章 晶格振动 (10学时) 第五章 输运现象 (5学时) 第六章 晶体的结合、晶体缺陷和相图(5学时)
曼彻斯特大学最近公布的波纹式的石墨烯薄片示意图
Ultra-Thin Material
超导磁悬浮
Magnetic Domains by Magneto-optical Effect
包钴氧化铁 钡铁氧体
铁合金
CrO2
m
计算机的硬盘
计算机的硬盘
2007年诺贝尔 物理学奖---巨 磁电阻效应 （GMR)
4.基泰尔（C.Kittel 5th edition）著，杨顺华等 译，固体物理导论，科学出版社，1979
5.方可,胡述楠,张文彬 主编;固体物理学,重庆大 学出版社,1993
6.陈金福 主编 固体物理学—学习参考书 高等 教育出版社,1986 7.
8.阎守胜. 2000. 固体物理基础. 北京：北京大学 出版社
7.教学要求
1) 掌握金属自由电子模型的内容并学会利用该模型对 金属的电、热、光等物性进行分析； 2) 掌握晶体的结构特点、晶格的特征、晶体对称性 和分类、倒格子以及X射线衍射；
(完整版)固体物理课件ppt完全版
布拉伐格子 + 基元 = 晶体结构
③ 格矢量：若在布拉伐格子中取格点为原点，它至其
他格点的矢量 Rl 称为格矢量。可表示为
Rl
l1a1
l2a2
l3a3
，
a1,
a2 ,
a3为
一组基矢
注意事项：
1）一个布拉伐格子基矢的取法不是唯一的
2
4x
·
1
3
二维布拉伐格子几种可能的基矢和原胞取法 2）不同的基矢一般形成不同的布拉伐格子
2·堆积方式：AB AB AB……，上、下两个底面为A
层，中间的三个原子为 B 层
3·原胞：
a, 1
a 2
在密排面内，互成1200角，a3
沿垂直
密排面的方向构成的菱形柱体 → 原胞
B A
六角密排晶格的堆积方式
A
a
B c
六角密排晶格结构的典型单元
a3
a1
a2
六角密排晶格结构的原胞
4·注意: A 层中的原子≠ B 层中的原子 → 复式晶格
bγ a
b a
b a
b a
简六体心底正简单三面心正单方底心单心交 立斜交斜 方 简单立方体心正交面立方简四体心四方简单正交简单菱方简单单斜单方
二 、原胞
所有晶格的共同特点 — 具有周期性（平移对称性）
描
用原胞和基矢来描述
述
方
位置坐标描述
式
1、 定义：
原胞：一个晶格最小的周期性单元，也称为固体物理 学原胞
a1, a2 , a3 为晶格基矢
复式晶格：
l1, l2 , l3 为一组整数
每个原子的位置坐标：r l1a1 l2a2 l3a3
《固体物理基础教学课件》第一章
半导体的电子状态
半导体中的电子能级结构
半导体中的电子能级结构与金属不同，存在一个带隙，使得半导 体在一定温度下只能部分电子成为自由电子。
半导体的导电性
半导转变为导体。
半导体的光电效应
当光照射在半导体上时，半导体吸收光子后，价带上的电子跃迁到 导带，产生光电流。
晶体结构
80%
晶体结构的特点
晶体结构是指固体物质内部的原 子或分子的排列方式，具有周期 性、对称性和空间群特征。
100%
常见的晶体结构
常见的晶体结构有金刚石型、氯 化钠型、闪锌矿型等，它们在外 观和性质上都有所不同。
80%
晶体结构的分类
晶体结构可以根据原子或分子的 排列方式和空间群进行分类，有 助于理解其物理和化学性质。
核聚变能源
在核聚变能源领域，固体物理中的 高温高压等极端条件下的物理性质 研究为实验设计和设备制造提供了 重要依据。
在信息技术领域的应用
集成电路
集成电路的制造依赖于固体物理 中的半导体理论和热力学原理， 从芯片设计到制造工艺的每一个 环节都离不开固体物理的理论支
持。
存储技术
随着信息技术的快速发展，存储 技术也在不断进步。固体物理中 的磁学和光学理论在磁存储和光
推动高新技术产业的进步
固体物理学在信息技术、新能源等领域中有着广泛 的应用，如半导体技术、太阳能电池等，为高新技 术产业的进步提供了重要支撑。
对其他学科的交叉促进作用
固体物理学与化学、生物学、地球科学等学科有着 密切的联系，通过与其他学科的交叉融合，可以促 进相关领域的发展和创新。
02
固体物质的结构
复合材料
通过研究复合材料的微观结构和物理性质，可以设计和制备具有优异 性能的复合材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
固体物理学--ppt课件
22
简立方（Simple Cubic，简称 SC ）
三个基矢等长并且互相垂直。
a3 a
a2
原胞与晶胞相同。 a1
a1 ai a 2 aj a3 ak
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23
体心立方(Body
问题一
Centered
Cub8ic以1, 体B1心C原C2子个)为原顶子
点，分8别向三个顶角
体心立方晶胞中含有几个原子？ 原子引基矢。
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11
固体物理学原胞（原胞）特点：
只反映晶格周期性特征 体积最小的周期性重复单元 结点必为顶点，边长等于该方向周期的平行六
面体 六面体内部和面上皆不含其他的结点
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12
结晶学原胞（晶胞）的特点：
除反映晶体周期性特征外，还反映其特有 的对称性；
不一定是最小的重复单元； 结点不仅在顶角上，还可在体心或面心； 原胞边长总是一个周期，并各沿三个晶轴
任何基元中相应原子周围的情况相同，但每个基 元中各原子周围情况不同。
c 基元
b a
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10
3、晶格、原胞
晶格：通过点阵中 的结点，做许多平 行的直线族和平行 的晶面族，点阵就 成为一些网格，即 晶格。
原胞：用来反映晶 体周期性（及对称 性）特征的六面体 单元，有：
固体物理学原胞 结晶学原胞
问题二
体心立方原胞如何选取？
问题三
原胞的基a1矢 a形2 式 a？3
1 2
a3
问题原四胞体a1积 a？2 (i
j
k)
a2
a 2
(i
j
k)
a3
a 2
(i
j
k)
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固体物理学精品PPT课件
பைடு நூலகம்
4.最小内能性
由同一种化学成分构成的物质，在不同的条件下 可以呈现不同的物相，其相应的结合能或系统的内 能也必不相同。
但是，在相同的热力学条件下，在具有相同化学 成分物质的各种物态——气体、液体、非晶体、晶 体中，以晶体的内能最小，这个结论称为晶体的最 小内能性。
对于固体物质，由于晶体内能比非晶体内能小， 所以非晶体具有自发地向晶体转变的趋势；反之， 晶体不可能自发地转变为其它的物态形式。
在单晶体内部，原子都是规则地排列的。
* 多晶体( Multiple Crystal )
由许多小单晶(晶粒)构成的晶体，称为多晶体。 多晶体仅在各晶粒内原子才有序排列，不同晶粒内 的原子排列是不同的。
晶面的大小和形状受晶体生长条件的影响，它们 不是晶体品种的特征因素。
例如，岩盐（氯化钠）晶体的外形可以是立方体 或八面体，也可能是立方和八面的混合体，如图所 示。
有些晶体的解理性不明显，例如，金属晶体等。
晶体解理性在某些加工工艺中具有重要的意义， 例如，在划分晶体管管芯时，利用半导体晶体的解 理性可使管芯具有平整的边缘和防止无规则的断裂 发生，以保证成品率。
3.晶面角守恒定律
发育良好的单晶体，外形上最显著的特征是晶面 有规则地配置。一个理想完整的晶体，相应的晶面 具有相同的面积。晶体外形上的这种规则性，是晶 体内部分子或原子之间有序排列的反映。
晶格振动是晶体的特性之一。
§1.2 晶体的周期性
一、空间点阵学说 1.空间点阵
为了描述晶体结构的周期性，布拉菲在1848年提 出空间点阵学说，从而奠定了晶体结构几何理论的 基础。
按照空间点阵学说，晶体内部结构是由一些相同 的点子在空间规则地作周期性无限分布所构成的系 统，这些点子的总体称为点阵。
4.最小内能性
由同一种化学成分构成的物质，在不同的条件下 可以呈现不同的物相，其相应的结合能或系统的内 能也必不相同。
但是，在相同的热力学条件下，在具有相同化学 成分物质的各种物态——气体、液体、非晶体、晶 体中，以晶体的内能最小，这个结论称为晶体的最 小内能性。
对于固体物质，由于晶体内能比非晶体内能小， 所以非晶体具有自发地向晶体转变的趋势；反之， 晶体不可能自发地转变为其它的物态形式。
在单晶体内部，原子都是规则地排列的。
* 多晶体( Multiple Crystal )
由许多小单晶(晶粒)构成的晶体，称为多晶体。 多晶体仅在各晶粒内原子才有序排列，不同晶粒内 的原子排列是不同的。
晶面的大小和形状受晶体生长条件的影响，它们 不是晶体品种的特征因素。
例如，岩盐（氯化钠）晶体的外形可以是立方体 或八面体，也可能是立方和八面的混合体，如图所 示。
有些晶体的解理性不明显，例如，金属晶体等。
晶体解理性在某些加工工艺中具有重要的意义， 例如，在划分晶体管管芯时，利用半导体晶体的解 理性可使管芯具有平整的边缘和防止无规则的断裂 发生，以保证成品率。
3.晶面角守恒定律
发育良好的单晶体，外形上最显著的特征是晶面 有规则地配置。一个理想完整的晶体，相应的晶面 具有相同的面积。晶体外形上的这种规则性，是晶 体内部分子或原子之间有序排列的反映。
晶格振动是晶体的特性之一。
§1.2 晶体的周期性
一、空间点阵学说 1.空间点阵
为了描述晶体结构的周期性，布拉菲在1848年提 出空间点阵学说，从而奠定了晶体结构几何理论的 基础。
按照空间点阵学说，晶体内部结构是由一些相同 的点子在空间规则地作周期性无限分布所构成的系 统，这些点子的总体称为点阵。
《固体物理简介》PPT课件
施主能级
满带
17
10. 激发本征半导体中传导电子的几种方法有（1）热激发（2）光激发（3）用三价元素掺杂（4）用五价元 素掺杂，对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能激发其传导电子的有：____________________。
（1），（2），（4）
11. 在半导体晶体硅中掺入适量的铝（z=13），会形成___型半导体，并大致画出其能带结构示意图p：
铜铝 银
10
三. 本征半导体、杂质半导体（P450）
1. 本征半导体——纯净的半导体（无杂质、无缺陷） 导电机构：电子、空穴导电，导电性弱 电子、空穴数目相同
总电流=电子电流+空穴电流
11
2. 杂质半导体：n型、p型 （1） n型：在四价元素中用扩散法掺入少量五价元素
10-2 eV
施杂主质能级 满带
E 导带
满带
受主能级
18
ms
1 2
n l ml ms ——1
量
n l ml ———2
子
n
l
—————2 ( 2l+1 )
态 数
n ——————量与n l 有关
n 相同——同一主壳层
n 相同而l 不同——同一主壳层的不同 支壳层
*壳层中电子的分布遵循泡利不相容原理和能量最低原理 能级图：
10.47 1020 J 0.65eV
8. 本征半导体硅的禁带宽度是1.14eV，它能吸收辐射的最大波长是________。 1090nm
9. 若在四价元素半导体中掺入五价元素原子，则构成___型半导体，参与导电的载流子多数是_____n_。在所给
能级图中定性画出其施主或受主能级示意图：
电子
E 导带
《固体》人教版高三物理选修3-3PPT课件
一、 晶体和非晶体
（二）、晶体和非晶体的区别: 1、熔点：晶体具有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点。
2、外形上：晶体具有规则的几何形状，非晶体没有规则的几何形状。
3、物理性质上: 晶体的物理性质与方向有关（这种特性叫各向异性） 非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）
一、 晶体和非晶体
可爱的大熊猫
大熊猫是一种活泼可爱的珍稀动物。①它有黑 白相间的皮毛，圆圆的脸上嵌着一对大大的黑色眼 圈和闪闪发光的小眼睛。头顶上有着两只黑茸茸的 耳朵，四肢黑乎乎的。它的尾巴短小，身体圆圆的、 胖乎乎的，真是憨态可掬。①
①描写生动，写出 了熊猫的外形特点。
习作范例
大熊猫生活在竹林茂盛的高山峡谷之中。它天生是个近 视眼，靠灵敏的听觉和嗅觉来寻找食物。
人教版高中物理选修3-3
第九章 固体、液体和物态变化
感谢各位的聆听
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人：XXX 时间：20XX.5.25
《国宝大熊猫》
语文精品课件 三年级下册
授课老师：某某 | 授课时间：20XX.XX
某某小学
课文导读
是猫不捕鼠， 墨镜不离眼， 要问最爱啥， 最爱鲜竹叶。
二、单晶体和多晶体
（一）单晶体和多晶体的区别: 1．单晶体：一个物体就是一个完整的晶体．
例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．
2．多晶体：整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成。其中的小晶体 叫做晶粒．
（1）多晶体没有规则的几何形状．
（2）不显示各向异性．（每一晶粒内部都是各向异性的）．
大熊猫
课文精讲
本次习作内容是“介绍国宝大熊猫”。我们 可以围绕课本中所给的一些信息来介绍大熊猫， 还可以通过查资料补充大熊猫的其他内容，突 出大熊猫的特点。
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R l l1 a 1 l2 a 2 l3 a 3
例如
l1、l2、l3为一组整数
R l 2 a 1 3 a 2
2021/3/1
8
4、 典型晶体结构的原胞和晶胞
（1）简单立方 （2）体心立方 （3）面心立方 （4）六角密积结构
2021/3/1
9
§1.5 晶列及其表示
晶列
晶向
如何描述晶列的取向？
7、钙钛矿结构
2021/3/1
2
§1.3 空间点阵
1、基元 2、格点 3、结点 4、点阵 5、晶格 6、布喇菲格子和复式格子
什么叫布喇菲格子？
什么叫复式格子？
2021/3/1
3
§1.4 晶格周期性的描述
1、原胞和基矢 原胞 一个晶格中最小的重复单元 基矢 原胞的边矢量
一维长度最短、二维面积最小、 三维体积最小的重复单元
晶向指数
2021/3/1
10
§1.6 晶面及其表示
晶面 如何描述晶面的取向？
密勒指数
2021/3/1
11
§1.7 晶体宏观对称性及其对称操作
1、正交变换
正交变换？ 对称操作？ 对称操作和对称性间的关系？
2、基本的对称操作
n度旋转对称轴 n度旋转－反演轴
1,2,3,4,6,i,m 和 4
晶格周期性的限制，只有1，2，3，4， 6度转轴，不存在5度或6度以上的转轴
2021/3/1
18
1、什么因素使原子结合成晶体时形成稳定的晶体结构?
2、依据电负性的强弱，晶体结合时化学键常常表现为哪五 种基本的形式
3、元素周期表中哪些元素可以形成金属晶体、原子晶体、 离子晶体、分子晶体、范德瓦耳斯晶体？
4、碳有哪几种典型的结晶形式？
金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管、石墨烯，成键的特点 及其性质
3、实际一维格子中的波矢只能取一些分立的值（波恩-卡 门） 一维布喇菲格子：q(-/a,/a)，N个值 一维复式格子：q(-/2a,/2a)，N个值
晶格振动波矢的数目=晶体原胞数目
晶格振动频率的数目=晶体的自由度数
2021/3/1
22
推广到三维多原子晶体:
N 个原胞，每个原胞中有n 个 原子，每个原子有3个自由度
因此，晶体的自由度为3nN
晶格振动波矢的数目=晶体原胞数目 晶格振动频率的数目=晶体的自由度数
三维多原子晶体振动波矢数目为Ｎ
晶格振动频率的数目3nN
每个q有3n个，因此，有3n个格波
三维多原子晶体有3nN个格波
2021/3/1
23
声子 声子的概念
晶格振动是晶体中所有原子或离子集体在 作振动，其结果表现为晶格中的格波。
2021/3/1
20
一维原子链的振动
1. 运动方程 2. 方程的解 3. 格波 4. 色散关系
2021/3/1
21
光频支格波和声频支格波
1、一维布喇菲格子：只有一种格波，简正模式的格波。
2、一维复式格子：有两种格波，光频支格波和声频支格波 声频支格波：代表的是----质心的振动
光频支格波：代表的是两个原子的相对振动。
5、 结合力的一般性质，以离子晶体为例分析和讨论
2021/3/1
结合能、恢复力常数、平衡时晶体体积、
晶格常数、结合能、体弹性模量
19
第四章 晶格振动
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §4.7
晶格振动 一维单原子链的振动 一维双原子链的振动 三维多原子的振动 简谐振动的量子理论 晶格比热的量子理论 非谐效应
4、倒格矢Kh1h2h3 长度和晶面族面间距d h1h2h3 的关系
5、正格矢 R l 与倒格矢 K h 的关系
2021/3/1
16
三、布里渊区
什么叫布里渊区？ 对简单格子前三个布里渊区？
2021/3/1
17
第三章 晶体结合
§3.1 晶体结合的基本类型 §3.2 结合力的一般性质 §3.3 离子晶体 §3.4 范德瓦耳斯晶体 §3.5 金属晶体 §3.7 原子晶体 §3.8 碳的几种典型的结晶形式
正格子空间布拉格反射公式
2dh 1h 2h 3sinn
倒格子空间布拉格反射公式
kk0nK h
晶体衍射的布里渊表述 2 k•G G 2
2021/3/1
14
二、倒格子
1、倒格子基矢
假设晶格的原胞基矢为 a 1 、a 2 、a 3 ，
原胞体积 a 1 (a 2 a 3 )
b1
2
a2 a3
构建一新的空间， 其基矢为
b2
2
a3 a1
b3
2
a1 a2
由这组基矢构成的格子称为对应于以 a 1 、a 2 、a 3 为基矢的正格子的倒易格子(简称倒格子)
b 1 、b 2 、b 3 称为倒格子基矢
2021/3/1
15
2、倒格子与正格子间的关系
1、正、倒格子基矢间的关系 2、正、倒格子原胞体积间的关系 3、晶面指数 （h1h2h3）和倒格矢 K h 间的关系
3、对称操作群
32种点群 230种空间群
§120.281/3/七1 大晶系 14种原胞
12
第二章 晶体衍射和倒格子
§2.1 晶体衍射
§2.2倒格子
§2.3布拉格反射
§2.4 晶体衍射的布6原子散射因子
§2.7 几何结构因子
§2.8实例分析
2021/3/1
13
一、衍射方程不同表述方式
晶格振动的量子化意 指格波能量的量子化
例1：一维布喇菲格子
2021/3/1
基矢 aai
4
例2：二维布喇菲格子
基矢
a1 a2
(1)
a1 ai
33
a2
ai 2
2
aj
(2)
a1 ai
13
a2
ai 2
2
aj
2021/3/1
5
例3：三维布喇菲格子 三维格子的重复单元是平行六面体 原胞对应体积最小的重复单元
基矢 a 1 a 2 a 3 是原胞的三个边矢量
（1） a1 ai a2 aj
a3 ak
2021/3/1
6
2、晶胞与基矢 周期性 对称性
晶胞的边在晶轴方向，边长等于该方向上的一个周期，
a 代表晶胞三个边的矢量称为晶胞基矢，用 、
c b 、 表示，这三个矢量的长度a、b和c实际
上就是所谓的晶格常数。
2021/3/1
7
3、格矢
对于简单格子，一旦基矢被确定，则任一原子A的 位置可由下列格矢表示
第一章 晶体结构
§1.1 晶体特征
宏观特征
晶带、晶棱 、晶面角守恒 、解理性
微观结构特征 晶体、非晶体、准晶体、单晶、多晶
原子球堆积模型 配位数、密堆积、最大配位数、密堆积方式
2021/3/1
1
§1.2 一些典型的晶体结构 1、 简单立方 2、 体心立方 3、 面心立方 4、 六角密积结构 5、 金刚石结构 6、闪锌矿结构
例如
l1、l2、l3为一组整数
R l 2 a 1 3 a 2
2021/3/1
8
4、 典型晶体结构的原胞和晶胞
（1）简单立方 （2）体心立方 （3）面心立方 （4）六角密积结构
2021/3/1
9
§1.5 晶列及其表示
晶列
晶向
如何描述晶列的取向？
7、钙钛矿结构
2021/3/1
2
§1.3 空间点阵
1、基元 2、格点 3、结点 4、点阵 5、晶格 6、布喇菲格子和复式格子
什么叫布喇菲格子？
什么叫复式格子？
2021/3/1
3
§1.4 晶格周期性的描述
1、原胞和基矢 原胞 一个晶格中最小的重复单元 基矢 原胞的边矢量
一维长度最短、二维面积最小、 三维体积最小的重复单元
晶向指数
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§1.6 晶面及其表示
晶面 如何描述晶面的取向？
密勒指数
2021/3/1
11
§1.7 晶体宏观对称性及其对称操作
1、正交变换
正交变换？ 对称操作？ 对称操作和对称性间的关系？
2、基本的对称操作
n度旋转对称轴 n度旋转－反演轴
1,2,3,4,6,i,m 和 4
晶格周期性的限制，只有1，2，3，4， 6度转轴，不存在5度或6度以上的转轴
2021/3/1
18
1、什么因素使原子结合成晶体时形成稳定的晶体结构?
2、依据电负性的强弱，晶体结合时化学键常常表现为哪五 种基本的形式
3、元素周期表中哪些元素可以形成金属晶体、原子晶体、 离子晶体、分子晶体、范德瓦耳斯晶体？
4、碳有哪几种典型的结晶形式？
金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管、石墨烯，成键的特点 及其性质
3、实际一维格子中的波矢只能取一些分立的值（波恩-卡 门） 一维布喇菲格子：q(-/a,/a)，N个值 一维复式格子：q(-/2a,/2a)，N个值
晶格振动波矢的数目=晶体原胞数目
晶格振动频率的数目=晶体的自由度数
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推广到三维多原子晶体:
N 个原胞，每个原胞中有n 个 原子，每个原子有3个自由度
因此，晶体的自由度为3nN
晶格振动波矢的数目=晶体原胞数目 晶格振动频率的数目=晶体的自由度数
三维多原子晶体振动波矢数目为Ｎ
晶格振动频率的数目3nN
每个q有3n个，因此，有3n个格波
三维多原子晶体有3nN个格波
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声子 声子的概念
晶格振动是晶体中所有原子或离子集体在 作振动，其结果表现为晶格中的格波。
2021/3/1
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一维原子链的振动
1. 运动方程 2. 方程的解 3. 格波 4. 色散关系
2021/3/1
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光频支格波和声频支格波
1、一维布喇菲格子：只有一种格波，简正模式的格波。
2、一维复式格子：有两种格波，光频支格波和声频支格波 声频支格波：代表的是----质心的振动
光频支格波：代表的是两个原子的相对振动。
5、 结合力的一般性质，以离子晶体为例分析和讨论
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结合能、恢复力常数、平衡时晶体体积、
晶格常数、结合能、体弹性模量
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第四章 晶格振动
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §4.7
晶格振动 一维单原子链的振动 一维双原子链的振动 三维多原子的振动 简谐振动的量子理论 晶格比热的量子理论 非谐效应
4、倒格矢Kh1h2h3 长度和晶面族面间距d h1h2h3 的关系
5、正格矢 R l 与倒格矢 K h 的关系
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三、布里渊区
什么叫布里渊区？ 对简单格子前三个布里渊区？
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第三章 晶体结合
§3.1 晶体结合的基本类型 §3.2 结合力的一般性质 §3.3 离子晶体 §3.4 范德瓦耳斯晶体 §3.5 金属晶体 §3.7 原子晶体 §3.8 碳的几种典型的结晶形式
正格子空间布拉格反射公式
2dh 1h 2h 3sinn
倒格子空间布拉格反射公式
kk0nK h
晶体衍射的布里渊表述 2 k•G G 2
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二、倒格子
1、倒格子基矢
假设晶格的原胞基矢为 a 1 、a 2 、a 3 ，
原胞体积 a 1 (a 2 a 3 )
b1
2
a2 a3
构建一新的空间， 其基矢为
b2
2
a3 a1
b3
2
a1 a2
由这组基矢构成的格子称为对应于以 a 1 、a 2 、a 3 为基矢的正格子的倒易格子(简称倒格子)
b 1 、b 2 、b 3 称为倒格子基矢
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2、倒格子与正格子间的关系
1、正、倒格子基矢间的关系 2、正、倒格子原胞体积间的关系 3、晶面指数 （h1h2h3）和倒格矢 K h 间的关系
3、对称操作群
32种点群 230种空间群
§120.281/3/七1 大晶系 14种原胞
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第二章 晶体衍射和倒格子
§2.1 晶体衍射
§2.2倒格子
§2.3布拉格反射
§2.4 晶体衍射的布6原子散射因子
§2.7 几何结构因子
§2.8实例分析
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一、衍射方程不同表述方式
晶格振动的量子化意 指格波能量的量子化
例1：一维布喇菲格子
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基矢 aai
4
例2：二维布喇菲格子
基矢
a1 a2
(1)
a1 ai
33
a2
ai 2
2
aj
(2)
a1 ai
13
a2
ai 2
2
aj
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例3：三维布喇菲格子 三维格子的重复单元是平行六面体 原胞对应体积最小的重复单元
基矢 a 1 a 2 a 3 是原胞的三个边矢量
（1） a1 ai a2 aj
a3 ak
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2、晶胞与基矢 周期性 对称性
晶胞的边在晶轴方向，边长等于该方向上的一个周期，
a 代表晶胞三个边的矢量称为晶胞基矢，用 、
c b 、 表示，这三个矢量的长度a、b和c实际
上就是所谓的晶格常数。
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3、格矢
对于简单格子，一旦基矢被确定，则任一原子A的 位置可由下列格矢表示
第一章 晶体结构
§1.1 晶体特征
宏观特征
晶带、晶棱 、晶面角守恒 、解理性
微观结构特征 晶体、非晶体、准晶体、单晶、多晶
原子球堆积模型 配位数、密堆积、最大配位数、密堆积方式
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§1.2 一些典型的晶体结构 1、 简单立方 2、 体心立方 3、 面心立方 4、 六角密积结构 5、 金刚石结构 6、闪锌矿结构