固体物理 第一章 晶体结构

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固体物理学教学参考课件

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 一、空间点阵 布拉菲晶格 例1 一维等间距的单原子链

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 例2 面心立方结构 Cu 例3 体心立方结构 Na

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 例4 NaCl结构

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 例5 CsCl结构

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 二、固体物理学原胞

a2 0 a1

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 三、晶体学原胞 晶胞c a1 c a1 b0

a2 a20

b a a3

a3 a

面心立方

体心立方

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 四、原胞与晶胞的关系

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b

a

二维六角晶格

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性 选取原胞的基本方法 维格纳-赛茨原胞 Wigner-seitz primitive cell

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基元

结点

布拉菲格子与晶体结构格子

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性

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第一章 晶体结构第一节 晶体结构的周期性

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●

基元:原子、分子或由多个原子构成的集团 晶体结构格子: 格点----原子 既能反映周期性，又反映基元

●

●

布拉菲格子又叫空间点阵: 格点----基元 只概括周期性，不反映基元

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A B

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晶体结构格子=布拉菲格子+基元或者

晶体结构=空间点阵+基元

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三、晶格的重复单元：原胞和晶胞 原胞—固体物理学原胞 空间点阵中体积最小的重复单元； 空间点阵中每个固体物理原胞只含有一个格点； 对于同一空间点阵，原胞的体积均相等；

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a2 0 a1

原胞的选取、格矢和基矢

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对于一个空间点阵，基矢的选择不是唯一的，但

基矢的选取必须保证原胞最小。推广到三维情况 原胞基矢：a1 a2 a3 任一格矢 Rl=l1a1+l2a2+l3a3 ,l1、l2、l3为整数

Rl又叫晶体的平移矢量

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维格纳—塞茨( Wigner-Seitz )原胞：由某一个 格点为中心，做出最近各点和次近各点连线的中垂 面，这些垂面所包围的空间称为Wigner-Seitz原胞。

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晶胞(单胞)与轴矢坐标系晶胞：既能反映晶格周期性(平移对称性)又能 反映晶体的对称性特征的重复单元，体积又尽可 能小。 晶胞基矢(轴矢):a、b、c 正格矢 Rl=l1a1+l2a2+l3a3 , l1、l2、l3为有理数O

c

b a

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