在材料行业或半导体行业工作和学习的人,总绕不开一个词——晶体!
什么是晶体?最常见的就是石英了,晶莹剔透,看上去就很直观。
这是我们人眼能看到的宏观结构,晶体的定义实质上是从微观上定义的。
专业的术语说:单晶是指结构基元在三维空间按长程有序排列而成的固态物质。
通俗的理解就是,晶体就是物质的原子结构在排列组合上有规律,就像下面这样,晶体宏观上看到的是这样:
如果能把这个晶体细分到原子级别,里面的原子排列是这样:
![](/lstp/ueditor/240621/1-240621133I5254.jpg)
原子长程有序指的是所有的原子都是按一定的规律进行排列。
为了把这些让这种排序更直观,可以把原子结构简化,就可以看到排序的框架了,这种框架称为点阵。
和排兵打仗一样,不同物质有不同的阵列方式!
把这个点阵中选择一个基本单元来表达晶体结构的周期性,称为阵胞或者晶胞。
下图的黑框框就是晶胞,因为晶胞可以体现原子排列的规律,所以需要仔细研究它。
来个更直观的图,原子长程有序的排列,称为点阵,在点阵里选一个最具有代表性的小单元,称为阵胞。
如果把阵胞单独拿出来,就是一个这样的单元:
三个坐标系的方向,人们也定义好了,人们常称的右手定则。
有个牛人,对晶体结构特别有研究,他发现自然界中所有晶体结构排列都可以总结在他的体系中,而且他的体系只有简单的14种。
这个牛人叫布拉菲,就是下面这个帅哥:
人们为了纪念他,把这14种点阵称为布拉菲点阵。
研究一辈子晶体,总算青史留名,不枉一辈子的苦心孤诣。
所以,同志们学习不要浅尝辄止,要在一个领域深耕,有所建树。
有没有人好奇这14种点阵是什么意思?就是下图这样:
看上去就是各种框框,其实回归到坐标系的那个图片就很简单了,坐标系有三个轴和三个夹角,不同的轴的长短和不同角的分布,排列组合一下,就是上面14种了。
如果单从点阵的排列来看,14种布拉菲点阵可分为4种点阵,表示这4种点阵的字母分别是(P、C、I、F)。
第一种:简单点阵(P)
![](/lstp/ueditor/240621/1-24062114061aU.jpg)
阵胞结构很简单,就是坐标轴上分别有原子待着。
八个顶点上有阵点,每个阵胞占有一个阵点。
第二种:底心点阵(C)
![](/lstp/ueditor/240621/1-240621140G4104.jpg)
和上一个结构相比,就在上下两个面上分别多了一个原子。
除八个顶点上有阵点外,两个相对的面心上有阵点,面心上的阵点为两个相邻的平行六面体所共有。
第三种:体心点阵(I)
![](/lstp/ueditor/240621/1-240621140S3X5.jpg)
除8个顶点外,体心上还有1个阵点。因此,每个阵胞含有两个阵点。
第四种:面心点阵(F)
按阵胞形状的不同,14种布拉菲点阵可归纳为7个晶系,按照下面这个阵胞来看:
文章来源:知乎:圆圆的圆 公众号:半导体全解