第一章-固体晶格结构.

第1章固体晶格结构湖南大学信息科学与工程学院[e-mail]罗海陆微纳光电器件及应用教育部重点实验室半导体材料主要内容固体类型空间晶格原子价键固体中的缺陷和杂质半导体材料的生长元素半导体，如：Si、Ge化合物半导体，如：GaAs、InP、ZnS1.1半导体材料1.2固体类型（a）无定形（b）多晶（c）单晶多晶和准晶准晶体:有长程的取向序，沿取向序的对称轴方向有准周期性，但无长程周期性多晶：由两个以上的同种或异种单晶组成的结晶物质。多晶没有单晶所特有的各向异性特征2011诺贝尔化学奖准晶：似晶非晶DanielShechtman原胞是可以重复形成晶格的最小晶胞晶胞就是可以复制出整个晶体的小部分晶体1.3.1原胞和晶胞（a）简立方1个原子（b）体心立方2个原子（c）面心立方4个原子1.3.2基本的晶体结构例题分析I：计算简立方、体心立方和面立方单晶的原子体密度，晶格常数为2233821.610510cm个原子/2233810.810510cm个原子/2233843.210510cm个原子/5aA说明：以上计算的原子体密度代表了大多数材料的密度数量级例题分析II：1.612arA32213.22310aA223310cm晶格常数原子半径简立方单晶的原子体密度假定原子为刚球并与最近的原子相切，计算原子的晶格常数和原子半径1.3.3晶面和密勒指数例题分析I：111321密勒指数(截距的倒数)平面截距321说明：密勒指数描述晶面的方向，任何平行平面都有相同的密勒指数。三种晶面的密勒指数（a）（100）（b）（110）（c）（111）特定原子面密度说明：不同晶面的面密度是不同的例题分析I：14228225.661022510cmaa个原子/例题分析II：计算简立方晶格最近（110）平面间的距离，其晶格常数为4.83aA24.83sin4.833.41542dA三种晶向（a）（100）[100]（b）（110）[110]（c）（111）[111]1.3.4金刚石结构金刚石结构铅锌矿结构例题分析I：计算硅原子的体密度，其晶格常数为2233885105.4310cm个原子/5.43aA分类：共价键——共价晶体离子键——离子晶体金属键——金属晶体分子键——分子晶体化学键：使原子结合形成固体的相互作用1.4原子价键共价键：共用价电子作业：1.如果硅的晶格常数是5.43A，计算（a）两最近原子中心距离；（b）硅原子体密度2.单晶的晶格常数为4.5A，对于晶格（a）简立方（b）体心立方，（c）面心立方，分别计算如下平面（i）（100），（ii）（110），（iii）（111）面密度