固体物理1.1原子的周期性阵列.ppt

1,晶体,由完全相同的原子、分子或者原子团（统称粒子）在空间有规则地周期性地无限重复地排列形成的固体．,1.1. 1 晶格平移矢量,注：完全相同的含义,1. 化学性质相同 2. 几何环境相同,2,点阵（晶格）和格点,组成晶体的粒子抽象成一个点，排成周期性的阵列，称为点阵或者晶格，这些点称为格点,基元,构成晶体的粒子（完全相同的的原子、分子或者原子团）．基元中是晶体结构中最小的重复单元，但是原子的数目可以有多个,3,基矢,从点 和 所观察到的原子排列情况在各个方面都一样,晶格可以通过三个平移矢量 、 、 来表示,、 、 称为基矢,4,布拉维点阵（布拉维格子）,矢量 全部端点的集合，其中u1, u2, u3是整数，实际的晶体可看作全同的基元安置在巴拉维格子的格点上,简单晶格（格子）与复式晶格,简单晶格：基元只含有1个原子或离子,复式晶格：基元含有1个以上的原子或离子,5,晶体结构 = 布拉维格子+基元,1.1. 2 结构基元与晶体结构,基元第 j 个原子的中心位置相对于一个格点可以表示为,复式晶格可看作若干全同的布拉维格子在空间平行穿套构成,6,1.1. 3 原胞,原胞,由基矢 、 、 确定的平行六面体，是体积最小的周期性结构单元，其体积,如果把空间平均分配给每个格点，则原胞的体积恰好为一个格点所占据的体积,矢量 、 、 也称原胞基矢,7,晶胞（单胞）,同时计及周期性及对称性的尽可能小的重复单元，晶胞基矢通常用 、 、 表示,原胞实际上是体积最小的晶胞，只包含一个格点,晶胞可以包含一个以上的格点,晶胞的体积必是原胞的整数倍，这个整数正是晶胞中所包含的格点数,8,原胞选取的多样性,无论怎么选取，原胞只包含一个格点，图中红色平行四边形不是原胞,9,维格纳-赛茨原胞,1. 作某个格点与其它格点的连接矢量,2. 作所有这些连接矢量的垂直平分面,3. 这些垂直平分面围起的凸多面体就是维格纳-赛茨原胞,显然，维格纳-赛茨原胞的重复排列也可以填满全部空间,。