第一章 晶体结构 1、试说明空间点阵和晶体结构的区别
答:空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象,用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性,它是由几何点在三维空间理想的周期性规则排列而成,由于各阵点的周围环境相同它只能有 14 种类型
晶体结构则是晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况,它们能组成各种类型的排列,因此实际存在的晶体结构是无限的
当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构
2、证明体心立方格子和面心立方格子互为倒格子证明:(1)面心立方的正格子基矢(固体物理学原胞基矢):由倒格子基矢的定义:,同理可得:即面心立方的倒格子基矢与体心立方的正格基矢相同
所以,面心立方的倒格子是体心立方
(2)体心立方的正格子基矢(固体物理学原胞基矢):由倒格子基矢的定义:,同理可得:即体心立方的倒格子基矢与面心立方的正格基矢相同
所以,体心立方的倒格子是面心立方
3、六角密堆结构的固体物理学元胞基矢为求其倒格基矢
解:晶胞体积为 其倒格矢为 4、一晶体原胞基矢大小,,,基矢间夹角,,
试求:(1)倒格子基矢的大小;(2)正、倒格子原胞的体积;(3)正格子(210)晶面族的面间距
解:(1) 由题意可知,该晶体的原胞基矢为: 由此可知: == == == 所以====== (2) 正格子原胞的体积为:==倒格子原胞的体积为:==(3)根据倒格子矢量与正格子晶面族的关系可知,正格子(210)晶面族的面间距为:== =5、已知半导体 GaAs 具有闪锌矿结构,Ga 和 As 两原子的最近距离 d=×10-10m
试求:(1) 晶格常数;(2) 固体物理学原胞基矢和倒格子基矢;(3) 密勒指数为(110)晶面族的面间距;(4) 密勒指数为(110)和(111)晶面法向方向间的夹角
解:(1)由题意可知,GaAs 的晶格为复式面心立方晶格,其原胞包含一个 Ga 原子