高二物理競賽半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)課件

半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)晶格分類：簡單晶格和復(fù)式晶格簡單晶格：如果晶體由完全相同的一種原子組成，且每個原子周圍的情況完全相同，則這種原子所組成的網(wǎng)格稱為簡單晶格。在簡單晶格中，每一個原胞有一個原子。復(fù)式晶格：如果晶體由兩種或兩種以上原子組成，同種原子各構(gòu)成和格點相同的網(wǎng)格，稱為子晶格，它們相對位移而形成復(fù)式晶格。在復(fù)式晶格中，每一個原胞包含兩個或更多的原子。

在晶格中取一個格點為頂點，以三個不共面的方向上的周期為邊長形成的平行六面體作為重復(fù)單元，這個平行六面體沿三個不同的方向進行周期性平移，就可以充滿整個晶格，形成晶體，這個平行六面體即為原胞，代表原胞三個邊的矢量稱為原胞的基本平移矢量，簡稱基矢。晶格的最小周期性單元：原胞基矢：固體物理學(xué)原胞基矢通常用表示。體積為：對于任何給定的晶體，可以用來描述晶體對稱性、形成其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元注：（a）單胞無需是唯一的

（b）單胞無需是基本的原胞：不一定能描述晶體對稱性結(jié)構(gòu)學(xué)原胞——單胞基矢：結(jié)晶學(xué)原胞的基矢一般用表示。體積為：三個基矢的方向盡可能地沿著空間對稱軸的方向，它具有明顯的對稱性和周期性。(a)(b)固體物理學(xué)原胞維格納--塞茨單胞原胞的例子(a)簡立方每個單胞包含1個格點。原胞的體積單胞平均每個單胞包含4個原子。(b)面心立方原胞的體積(c)體心立方每個單胞包含2個原子。原胞的體積晶系和布拉伐格子通常描寫單胞的六個物理量是三個基矢的長度和基矢之間的夾角，如圖所示a，b，c，，，通常又稱為晶格常數(shù)，可以由x射線衍射確定根據(jù)a，b，c，，，的不同，晶格可分為七大晶系和十四種布拉伐格子七大晶系晶系名稱晶軸上的周期晶軸間的夾角三斜晶系abc90單斜晶系abc==90，90正交晶系abc===90四方晶系a=bc===90六角晶系a=bc==90，=120三角晶系a=b=c==90立方晶系a=b=c===90布拉伐格子BravaisLattices屬于每一晶系的空間格子，因為重復(fù)單元所包括的點子（格點、結(jié)點）不同，又可分為一種或幾種類型。這樣，七個晶系中共有14種重復(fù)單元，通常稱為14種布拉伐格子。14種布拉伐格子中，按每個格子所包含的結(jié)點數(shù)目，又可分為簡單格子、底心格子、體心格子和面心格子四種。十四種布拉伐格子三斜：簡單單斜：簡單，底心正交：簡單，體心，面心，底心四方：簡單，體心六角：簡單三角：簡單立方：簡單，體心，面心簡單三斜(1)簡單單斜(2)底心單斜(3)三角(4)簡單正交(5)底心正交(6)體心正交(7)面心正交(