钙钛矿晶格结构（2）
C60分子晶体
C60是由60个碳原子构成的球形32面体，即由12个五边 形和20个六边形构成。其中五边形彼此不相连，只与六 边形相连。每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻的3个碳原 子相连，剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成键。
纤锌矿晶格结构（3-1）
纤锌矿晶格结构（3-2）
立方晶系中一些常用的晶向指数
说明：
晶向指数代表一族晶列，而不指某一特 定晶列。(示意图) 负晶向指数表示： u v w 。
等效晶向表示：<u v w> 六方晶系的表示方法。（示意图）
1.6.2 晶面与密勒指数
晶面：同一平面上的格点构成一个晶面。 晶格由无数互相平行且等距分布的晶面构成。 截距方程： x y z 1 a, b, c为截距 a b c 密勒指数：用以标志晶面的参数。
纤维锌矿是一种较少见的硫化锌的矿物形式，以法国化 学家Charles-Adolphe Wurtz的名字命名。 其晶体结构是六角形晶体系统的一员且包含有四面等位 的锌和硫原子形成ABABAB型结构。这种结构与 of 六方 碳或者六角的钻石的结构有很大程度的关联。 纤维锌矿单胞常数为： a = b = 3.81 Å = 381 pm c = 6.23 Å = 623 pm
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
1.5.2 立方晶系的复式格子
a) b) c) d) e) 氯化钠型结构（示意图） 氯化铯型结构（示意图） 金刚石结构(演示) （示意图） 闪锌矿结构(演示) （示意图） 钙钛矿结构: （示意图） f) C60结构 （示意图）
1.5.3 六方密积结构
淡黄色透明 闪锌矿(金刚 石光泽)...
返回
六方密积结构示意图1
复式六方结构： Be、Mg、Ti、Zn 原子铺排方式：ABABAB…… 下一页 返回
六方密积结构示意图2
晶胞和原胞示意图
返回
钙钛矿晶格结构（1）
钙钛矿类型结构(ABO3)的PZT (Pb {ZrTi}O3)是铁电随机存储器中 使用的最常见的材料。在应用和排除外电场后，PZT的电极化 （ Zr/Ti 原子的上/下移动）仍然存在，从而带来了非易失性的特 质。因此，数据存储所消耗的电量非常小。
集成电路的发明
获得2000年Nobel物理奖
1958年世界上第一块集成电路：锗衬底上形成台面双极晶体管和 电阻，总共12个器件，用超声焊接引线将器件连起来。
集成电路的发明
Kilby 的专利（1964年）
1. 硅圆片工艺
晶片: 只含有极少“ 缺陷”的单晶硅体。
“切克劳斯基法”:将一块 称为籽晶的单晶硅浸入熔 融硅中，然后在旋转籽晶 的同时缓慢地把其从熔融 硅中拉起。结果，就形成 圆柱形的大单晶棒。
密勒指数的求法：（示意图）
举例
– 求出晶面在坐标轴X、Y、Z上的相应截距p、q、r ；
– 取截距倒数h，k，l，(h、k、l为晶面指数或密勒指
数)； – 将h、k、l化为没有公约数的整数比h：k：l= – 将h、k、l加圆括号(hkl)，即为晶面指数。
说明：
以格点为原点，以基矢为坐标轴，建立坐标系。 晶面在基矢上的截距为（x,y,z）,则其倒数连比 可化为互质的整数(hkl)，称为该族晶面的密勒指 数。 实际工作中，常以晶胞（不是原胞）的基矢a,b,c 为坐标轴来建立坐标系，a,b,c不一定正交。 密勒指数既表示一族晶面，也表示单个晶面。
惰性气体
Ⅷ A
非金属 过渡元素
Ⅲ A B Al
Ⅳ A C Si
Ⅴ A N P
Ⅵ A O S
Ⅶ A F Cl
He Ne Ar
V K Ca
Kr
Xe Rn
纤锌矿结构：六方硫化锌
纤锌矿晶格结构（3-3）
纤锌矿原胞
Chalcocite纤锌矿
纤锌矿晶格结构（3-4）
返回
晶向指数的求法示意图
r ua vb wc u、v、w Q
u : v : w u : v : w u、v、w为互质整数
u v wnSb 探测器阵列 320×240制冷 目前11所和211所已做 出来。
金刚石和闪锌矿结构（2）
(100面)
(111面)
返回
金刚石和闪锌矿结构（3）
原胞示意图
返回
金刚石和闪锌矿结构（4）
晶格常数：硅 0.543nm, 锗 0.566nm 密度： 5.00×1022cm-3, 4.42×1022cm-3 共价半径： 0.117nm, 0.122nm.
许多其他化合物可以同样有纤维锌矿的结构，包括AgI、 ZnO、CdS、CdSe、α-SiC、GaN、AlN，以及其它半导 体。在大多数这种化合物中，纤维锌矿并不是受人喜爱 的大块晶体的形式，但是这种结构可以在某些非晶体形 式的材料中受到喜爱。
作业：1
1. 假设原子为刚性小球，则其堆积为下列晶格时原 子自身体积与其占据的空间体积之比为多少？ (a) bcc晶格 (b) fcc晶格
负密勒指数表示： h k l 等效晶面表示：{h k l}

。
在立方晶系中密勒指数和晶向指数相同的晶面、 晶列互相垂直。
举例：
z
2a
4a
6a y
x
（326）
晶面间距的计算
低指数的晶面晶面间距较大，高指数的则较小。晶
面间距越大，该面上原子排列愈密集，否则越疏。
注意点：
本节的晶向、晶面及其指数主要针对布喇 菲格子而言。 如以原胞基矢为坐标轴建立坐标系，则晶 向指数和晶面指数的通式一般为[l1 l2 l3]、 (h1 h2 h3)。 密勒指数简单的晶面也是比较重要的晶面。
2. 说明金钢石、闪锌矿晶胞和原胞中原子的数量？ 3. 简要说明PbS 和InSb的晶格结构以及它们在光电 探测方面的应用 。
4. 查阅资料,简述GaAs材料在太阳能电池方面的应用
5. 查阅资料,简述NaCl材料在光学方面的应用
6. 查阅资料,简述GaAs钛酸铅晶体在集成电路方面的 应用
1.6 晶向指数和晶面指数
Ⅰ A H Li Na Ⅱ A Be Mg Ⅳ B Ⅴ B Ⅵ B Ⅶ B Ⅷ Ⅰ B Ⅱ B Ga Mn Sc Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Ac Zr Hf Rf Ce Th Nb Ta Db Pr Pa Ti Mo W Sg Nd U Cr Tc Re Bh Pm Np Fe Ru Os Hs Sm Pu Co Rh Ir Mt Eu Am Gd C m Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn Cd Hg In Tl Sn Pb Sb Bi Te Po I At Ge As Se Br
功用于弹道导弹早期预警卫星。
能斯特灯
能斯特灯由锆、钇、钍等金属氧化物组成辐射
体，通电发热后发射红外辐射，是红外光谱仪 上常用的红外辐射源。 一般利用氯化钠（NaCl）、溴化钾（KBr）、 碘化铯（CsI）等对红外透明的晶体制备的三棱 镜进行色散分光，以获得上述光谱区中某一光 谱的红外辐射。
返回
xy平面内晶向示意图(z=0)
说明：晶向指数代表一族晶列，而不指某一特定晶
列。
返回
晶面族
c
b
o
a
密勒指数的求法示意图
ra、sb 、tc r、s、t Q
1 1 1 : : h:k :l r s t h、k、l为互质整数
密勒指数： (h k l )
返回
晶面间距示意图
1 六方密堆积(演示)（示意图） 基元由两个原子构成。配位数12
2 纤维锌矿(六方ZnS)型结构 （示意图） 可以看成是S原子和Zn原子构成的六方密集子晶格沿 六方轴的c方向移动3c/8套构而成。 可以看成是4 个简单六方晶格的嵌套而成，每个原胞 内包含两对离子。 Ⅲ族元素的氮化物，如BN、AlN、GaN、InN。
作业：2
1. 试问面心立方晶格中，哪些晶向上原子的线密度 最大？ 2. 试证明在立方晶系中， 晶面(a,b,c)与晶向[a,b,c]互 相垂直。 3. 求立方晶系中(121)晶面的面间距。
4. 在简单立方晶格中试求密勒指数为（111）和 （121）的晶面之间的夹角。(晶面与晶向,矢量计 算法则) a b cos ab
生长时，可在熔融硅中掺 入杂质来获得期望的电阻 “切克劳斯基法”生长单晶硅 率 。
直拉单晶硅
Silicon Ingots (400mm)
大单晶棒能切成薄的圆片（wafer）
在大多数CMOS技术中，圆片的 电阻率为0.05到0.1Ω•cm，厚度 约为500到1000微米。
chip
中科院半导体所研制成功 我国最重最长6英寸液封直 拉法砷化鎵单晶 中科院半导体所研制成功我 国最重最长4英寸液封直拉法 砷化鎵单晶
氯化钠型结构
氯化钠型结构
复式面心立方结构：KCl、LiH、PbS

美国在短波红外成像方面投入了很大力量 ,研制了 PbS 短波红外探测器用于“响尾蛇”空空导弹之后 又成功 研制了用于“响尾蛇 ”导弹改进型的 PbSe短中波红外
探测器。此外 ，最早研制的截止波长在大气水汽吸收
峰 2.7 μm的 6 000元 PbS短波红外焦平面探测器,已成
返回
氯化铯型结构
氯化铯型结构
晶胞和原胞
复式简立方结构：TlBr溴化铊、TlI(碘化钛)、 CuPd(钯铜)、AgMg、AlNi
返回
金钢石结构 1
金刚石 3
返回
金钢石结构 2
返回
金刚石和闪锌矿结构（１）
金刚石结构
闪锌矿结构
闪锌矿结构又称为立方硫化锌
金刚石和闪锌矿结构（2）