рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Физика
/
Основные типы структур

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Основные типы структур

Основные типы структур - раздел Физика, Элементы симметрии и основы теории групп. Решетки Бравэ Структура Кристалла – Это Конкретное Расположение Частиц В Пространстве. Опис...

Структура кристалла – это конкретное расположение частиц в пространстве. Описывая структуру, надо указать вид и размер частиц, расстояние между ними, вид и параметр элементарной ячейки, базис. Симметрия задается указанием пространственной группы. Часто структуру характеризуют структурным типом.

Структурный тип объединяет вещества, сходные по своему строению. У кристаллов, принадлежащих одному структурному типу, структуры одинаковы с точностью до подобия. Структурный тип обозначается буквенным символом (первая буква названия кристаллической системы) и цифрой, характеризующей степень сложности структуры. Структурный тип именуется по названию наиболее распространенного вещества, входящего в данную совокупность.

Сведения о материалах, наиболее часто используемых в микроэлектронике, разместим в табл. 5.

Вне таблицы рассмотрим структуру типа алмаза и структуру типа цинковой обманки.

Рис. 34. Тетраэдрическое представление ГЦК

Выделим в ГЦК структуре четыре тетраэдра (рис. 34) и в центры их поместим атомы, т. е. заполним тетраэдрические пустоты. Если это атомы того же сорта, что и у исходной структуры, получим решетку типа алмаза, К4, Fd3m. Если же в центре тетраэдров размещены атомы другого вещества, получим решетку типа цинковой обманки ZnS, сфалерит, F

3m. Структура сфалерит может быть представлена как две гранецентрированные решетки – серы и цинка, смещенные друг относительно друга вдоль объемной диагонали на ¼. Атомы цинка и серы находятся во взаимозаменяемых положениях. Структура сфалерита не имеет центра симметрии. Набор элементов симметрии таков:

– три инверсионных оси четвертого порядка, направленных вдоль координатных осей á100ñ;

– четыре оси симметрии третьего порядка á111ñ,

– 6 плоскостей симметрии, параллельных этим осям {110}.

Структура сфалерит полярна. Двойные слои, параллельные {111}, в сфалерите состоят как бы из двух разных ионов – подслой цинка и подслой серы, поэтому плоскости (111) и , так же как и направления [111] и [], различны по своим физическим свойствам.

Структуры алмаза и сфалерита имеют одну и ту же решетку Бравэ – ГЦК-структуру, но алмаз относится к кубической сингонии m3m, а сфалерит – 3m. Соответственно у алмаза бόльшее богатство наборов симметрично эквивалентных плоскостей и направлений и меньшая анизотропия физических свойств.

Центр симметрии решетки типа алмаза расположен в середине прямой, соединяющей атомы, являющиеся ближайшими соседями.

К структурному типу алмаза принадлежат всего четыре вещества – С – алмаз, a-Sn (серое олово), Ge, Si.

К структуре типа цинковой обманки относится большинство полупроводниковых материалов типа A^IIIB^V и A^IIB^VI.

Обе эти решетки не относятся к числу плотноупакованных. Максимальный относительный объем, который может быть занят атомами, составляет 0,34, т. е. 46 % от величины, характерной для плотноупакованных структур. Связи в решетке типа алмаза ковалентные, направление связей á111ñ. В координатных направлениях проходят плоскости скользящего отражения типа d (алмазный сдвиг), в диагональных – плоскости типа m. На их пересечениях рождаются винтовые оси 4₁. Пространственная группа решетки типа алмаза – Fd3m. Решетка типа цинковой обманки F3m характеризуется смешанным типом связи (ковалентной с большой долей ионной). Ковалентные связи, направленные вдоль á111ñ, составляют друг с другом углы 109^о28’. Каждый атом окружен четырьмя атомами, расположенными в вершинах тетраэдра (рис. 35). Если рассмотреть алмазный узел, расположив вертикально связь, то три другие связи располагаются под углом 109^о28’ к вертикали, поэтому плоскости типа {111} получаются как бы двойные. В решетке типа F3m геометрическая полярность структуры хорошо видна по сравнению с решеткой типа Fd3m (рис. 36).

Рис. 35. Алмазный узел

Один подслой плоскости {111} состоит из атомов, у которых вертикально расположенные связи направлены вверх, второй – из атомов, у которых такие же связи направлены вниз. Подслои двойного слоя соединены между собой тремя связями на атом, а с двумя соседними двойными слоями – одной связью на атом. Такое расположение играет существенную роль в анизотропии механических свойств кристаллов со структурой типа алмаза. В структуре существуют шестисторонние каналы в направлении á110ñ, пронизывающие структуру как бы насквозь. По этим каналам особенно легко идет диффузия примесей в кристалле. Наиболее плотно упакованные плоскости в обеих структурах – это плоскости {111}, а наиболее плотноупакованное направление – направление á110ñ.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Элементы симметрии и основы теории групп. Решетки Бравэ

На сайте allrefs.net читайте: "Элементы симметрии и основы теории групп. Решетки Бравэ"

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основные типы структур

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Кристаллических структур
Основу симметрии кристаллической решетки составляет ее пространственная периодичность – свойство совмещаться с самой

Поворотная ось или ось симметрии
Ось симметрии – это геометрический образ симметричного преобразования – поворота на элементарный угол. Это воображаемая ось,

Плоскость зеркального отражения
Плоскость зеркального отражения или плоскость симметрии - плоскость, которая делит фигуру на две части, расположенные друг о

Центр симметрии
Центр симметрии (центр инверсии) – особая точка внутри фигуры, характеризующаяся тем, что любая прямая, проведенная через це

Составные элементы симметрии
1. Зеркально-поворотная ось. Сочетание поворотной оси с плоскостью зеркального отражения, перпендикулярной данной оси, дает новый элемент симметрии – зеркально-поворотную ось,

Трансляционная симметрия
Основное свойство кристалла – периодичность. Идеальный кристалл – это тело, состоящее из атомов, расположенных в пространственной решетке так, что можно ввести три вектора основных трансляций

Решетки и трансляционная симметрия
Кристаллографическое направление – это направление прямой, проходящей, по крайней мере, через два узла решетки. Пространственная решетка – естественная основа кристаллографических коо

Элементы теории групп
Совокупность всех неэквивалентных элементов симметрии, с помощью которых кристаллическая решетка может преобразовываться сама в себя, образует группу. Точечную группу симметрии кристаллической реше

Свойства операций симметрии
Из рассмотрения операций симметрии вытекают следующие свойства. 1. Если кристаллическая структура характеризуется определенным набором элементов симметрии, то результатом следующих одно за

Элементы симметрии пространственных групп
Основные симметричные преобразования кристаллических структур – это бесконечное повторение, осуществляемое с помощью вектора трансляции, любые два узла решетки можно совместить друг с другом при по

Решетки Бравэ
Материальные частицы (атомы, ионы, молекулы), образующие кристаллическую структуру, располагаются в пространстве закономерно, периодически повторясь в строго определенных направлениях, через строго

Типов решеток Бравэ
По характеру взаимного расположения узлов все кристаллические решетки по Бравэ разбиваются на четыре типа: – примитивные (Р); – базоцентрированные (С); – объемно центриро

Индексы узлов
Положение любого узла в решетке относительно выбранного начала координат определяется заданием трех его координат – x, y, z. Эти координаты можно выразить следующим образом:

Индексы направления
Для описания направления в кристалле выбирается прямая, проходящая через начало координат. Ее положение однозначно определяется индексами u, v, w первого узла, через который она проходит. Поэтому и

Символы плоскостей
Плоские сетки в пространственной решетке и соответствующие им грани кристаллического многогранника характеризуются наклоном

Основные геометрические соотношения в кристаллах
1. Грани кристалла, или система плоскостей, пересекающихся по одному направлению, образуют пояс или зону. А общее направление называется осью зоны. Символ [uvw] характеризует ось зоны. Ура

Гексагональных кристаллов
Гексагональная решетка, состоящая из трех решеток Бравэ, изображена на рис. 23. Ось направлена перпендикулярно плоскости рисунка. Плоскости с первой по шестую (на рисунке изображены проекц

Решение
1) Накладываем кальку на сетку, отмечаем крестиком центр проекции и нулевую точку (j = 0). 2) Отсчитываем заданный угол от jо по основному кругу проекции по часовой стрелке и от

Решение
1) Вращаем кальку так, чтобы заданная точка попала на один из диаметров сетки, и отсчитываем r по диаметру от центра проекции. 2) Делаем отметку на конце диаметра сетки, по которому отсчит

Решение
Рассмотрим произвольную систему осей [100], [010] и [001]. Первая, ближайшая к началу координат плоскость из семейства плоскостей {hkl} отсекает на оси

Точечного комплекса кристалла m3m
Обычно задается плоскость проекции. В качестве примера рассмотрим плоскость (001). Необходимо отметить, что симметрия изображения точечного комплекса на стереографической проекции совпадае

Плотнейшие упаковки частиц в структуре
Для устойчивости кристаллической структуры требуется условие минимума потенциальной энергии. Одним из факторов, уменьшающих потенциальную энергию, является плотнейшая упаковка. Тенденция к осуществ

Политипия, изоморфизм, полиморфизм
Политипия (политипизм) – явлени

Обратная решетка
При рассмотрении расположения атомов в кристалле было введено такое понятие, как решетка. Характеризуя симметрию расположения атомов в пространстве, мы пользуемся симметричными преобразованиями в п

Построение обратной решетки
Рассмотрим элементарную ячейку гранецентрированной решетки. Выделим базисные атомы, соединим их векторами и на этих векторах