面心立方晶格的 堆积方式
三、面心立方晶格（face-centered cubic — fcc）
堆积方式：ABC ABC ABC…… 是一种最紧密的排列方式，常称为立方密排晶格.
配位数：12
典型晶体： Au、Ag 、Cu、Al 、Ca
四、六角密排晶格(hexagonal closed-packed )
单晶体(人工半导体单晶、天然宝石等） 多晶体（金属、天然岩盐等） 玻璃、橡胶、塑料等
AlFeV, AlMn, AlFeCu
固体材料的宏观性质和各种微观 过程均与固体的微观结构有关.
晶体
晶体：组成固体的原子在微米量级以上排列是有序的
（称为长程有序)，该固体称为晶体。
单晶：原子、分子在整个固体中排列 有序。 多晶：原子、分子在微米量级范围内排 列有序，整个晶体是由这些排列有序的 晶粒随机堆砌而成的。
配位数：每个原子都可作为体心原子， 分布在八个结点上的原子都是其最近邻 原子 — 配位数为8
典型晶体：
Li、Na、K、Rb、Cs、 Fe 等 Fe的体心立方晶格结构
三、面心立方晶格（face-centered cubic — fcc）
A
B
以ABC ABC ABC 方式堆积
A
C
面心立方晶格的典型 单元和原子密排面
金刚石由碳原子构成.
构成：由面心立方单元的中心到顶角 引8条对角线，在互不相邻的4条对角 线的中点处各加一个原子，就得到金 刚石结构。
一个碳原子和其它四个碳原 子构成一个正四面体。
配位数：4
金刚石晶格结构的 典型单元
五、金刚石晶格
1·特点：每个原子有4 个最近邻，它们正好在一个正 四面体的顶角位置
§1-3晶面、晶向和它们的标志
§1-4倒格子
§1-5晶体的宏观对称性 §1-6点群 §1-7晶格的对称性 §1-8晶体结构的实验确定
了解几个定义：
晶格： 晶体中原子排列的具体形式，称为晶体格子。
原子、原子间距不同，但有相同的排列规则，则这 些原子构成的晶体具有相同的晶格（如Au、Ag、 Cu 和Al, Ge 和Si, 等等）。
准晶体
准晶体：1984 年Shechtman等人用快速冷却方法制备的 AlMn准晶体。用XRD测得一种介于晶体和非晶体结构之 间的物质结构。
准晶体：介于晶体与非晶体之间，原子呈定向有序排 列，但不做周期性平移重复。具有局域五重对称轴！
第一章 晶体结构和衍射
§1-1 一些晶格的实例
§1-2晶体的周期性
绪论
一. 固体物理学的研究对象
固体物理研究固体及其组成粒子(原子、离子、电子) 之间相互作用与运动规律以阐明其性能与用途的学科。
物质: 粒子组成的物质、场
形态: 气体、液体、固体 （等离子体）
固体的结构：固体材料由大量原子（离子或分子） 按一定方式排列的结构 固体材料分类： 晶体 非晶体 准晶体 结构 性能
2·堆积方式：对角线上的原子 — A 面心立方位置上的原子 — B
金刚石晶格
A、B 两个面心 立方晶格套成
相对位移 = 对 角线的1/4
六、NaCl 晶体的结构：
堆积方式
NaCl晶格结构的 典型单元 配位数: 6
Na+ 和 Cl-本身构成面心立方 晶格; NaCl晶格 → Na+ 和 Cl- 的面 心立方晶格穿套而成(沿立方 体的棱平移1/2棱长．)
A
B
以AB AB AB 方式堆积 六角密排晶格的 堆积方式
六角密排晶格结 构的典型单元 上、下两个底面为A 层，中 间的三个原子为 B 层.
四、六角密排晶格(hexagonal closed-packed )
配位数为:12 典型晶体：Be、Mgd structure)
晶体内部结构的周期性可以借助于基元、 原胞、基矢和布拉菲格子等物理概念和术 语来描述。
C60晶体的典型单元(晶胞)
晶体基元是一个包含60个碳原子 的巴基球(buckyball）也称富勒 球（Fullereneball）
配位数：一个原子周围最近邻原子的数目。
致密度(or堆积系数)：晶胞中原子所占体积与晶胞体 积之比.
注：配位数和致密度 ↑→ 原子堆积成晶格时愈紧密.
一、简单立方晶格（simple cubic - sc）
简单立 方晶格 正方排列 原子层A
AAA…



简单立方晶格典型单元
a
a 2r0
一、简单立方晶格（sc）
堆积方式：最简单的原子球规则排列形式, 但没有 实际的晶体具有此种结构.
配位数：每个原子的上下左右前后各有一个最近邻原 子 — 配位数为6
二、体心立方晶格（body-centered cubic — bcc)
体心立方晶格的 堆积方式 AB AB AB…
体心立方晶格的典型单元
二、体心立方晶格（body-centered cubic — bcc)
七、CsCl 晶体的结构：
CsCl晶格的典型单元
配位数: 8
CsCl 结构是由两个简立方格子 彼此沿立方体空间对角线位移1 ／2 的长度套构而成。
八、闪锌矿(zinc blende) 晶体的结构
ZnS晶格的典型单元
配位数：4
立方系的硫化锌具有和金刚石类似 的结构，其中硫和锌分别组成面心 立方结构的子晶格而沿空间对角线 位移1／4 的长度套构而成。这样 的结构统称闪锌矿结构。
九、钙钛矿结构
钙钛矿结构是指钛酸钙（CaTiO3）的结构。
许多重要的介电晶体，例如，BaTiO3, PbZrO3, LiNbO3, LiTaO3等都属于这种类型的结构。
Ba、Ti 和OI、OII、 OIII 各自组成的简单 立方晶格（共5 个）套 构而成的
典型单元
§1-2晶格的周期性
晶格的共同特点是周期性。 ——看成是一个或一组(n个)原子以某种方 式在空间周期性重复平移的结果。
晶体（单晶）具有三个宏观特征：
1、有规则的几何外形,
晶体是一个凸多面体 晶面：构成晶体的表面 晶棱：晶面与晶面的交线
2、有确定的熔点 , 3、物理性质各向异性
非晶体
非晶体（非晶）：原子排列不具有长程序。 但在仅比原子间距大一个量级10-9m的范围内原子排列 是有序的（称为短程有序-短程序）。
短程有序， 即近邻原子的数目和种类，近 邻原子之间的距离（键长）及近邻原子配 置的几何方位（键角）都与晶态材料相近。 特点：无固定熔点，各向同性