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晶體的常識

發布時間:2020-11-25 08:59:49

⑴ 晶體有關知識

晶體即是內部質點在三維空間呈周期性重復排列的固體.
晶體有三個特徵:(1)晶體有整齊規則的幾何外形.(2)晶體有固定的熔點,在熔化過程中,溫度始終保持不變.(3)晶體有各向異性的特點:固態物質有晶體與非晶態物質(無定形固體)之分,而無定形固體不具有上述特點.晶體是內部質點在三維空間成周期性重復排列的固體,具有長程有序,並成周期性重復排列.非晶體是內部質點在三維空間不成周期性重復排列的固體,具有近程有序,但不具有長程有序.如玻璃.外形為無規則形狀的固體.
晶體組成
組成晶體的結構微粒(分子、原子、離子、金屬)在空間有規則地排列在一定的點上,這些點群有一定的幾何形狀,叫做晶格.排有結構粒子的那些點叫做晶格的結點.金剛石、石墨、食鹽的晶體模型,實際上是它們的晶格模型.晶體按其結構粒子和作用力的不同可分為四類:離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體.固體可分為晶體、非晶體和准晶體三大類.具有整齊規則的幾何外形、固定熔點和各向異性的固態物質,是物質存在的一種基本形式.固態物質是否為晶體,一般可由X射線衍射法予以鑒定.
晶體內部結構中的質點(原子、離子、分子)有規則地在三維空間呈周期性重復排列,組成一定形式的晶格,外形上表現為一定形狀的幾何多面體.組成某種幾何多面體的平面稱為晶面,由於生長的條件不同,晶體在外形上可能有些歪斜,但同種晶體晶面間夾角(晶面角)是一定的,稱為晶面角不變原理.晶體按其內部結構可分為七大晶系和14種晶格類型.晶體都有一定的對稱性,有32種對稱元素系,對應的對稱動作群稱做晶體系點群.按照內部質點間作用力性質不同,晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體,如食鹽、金剛石、乾冰和各種金屬等.同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區別.在實際中還存在混合型晶體.
說到晶體,還得從結晶談起.大家知道,所有物質都是由原子或分子構成的.眾所周知,物質有三種聚集形態:氣體、液體和固體.但是,你知道根據其內部構造特點,固體又可分為幾類嗎?研究表明,固體可分為晶體、非晶體和准晶體三大類.
幾何形狀
晶體通常呈現規則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣.其內部原子的排列十分規整嚴格,比士兵的方陣還要整齊得多.如果把晶體中任意一個原子沿某一方向平移一定距離,必能找到一個同樣的原子.而玻璃、珍珠、瀝青、塑料等非晶體,內部原子的排列則是雜亂無章的.准晶體是最近發現的一類新物質,其內部排列既不同於晶體,也不同於非晶體.究竟什麼樣的物質才能算作晶體呢?首先,除液晶外,晶體一般是固體形態.其次,組成物質的原子、分子或離子具有規律、周期性的排列,這樣的物質就是晶體.但僅從外觀上,用肉眼很難區分晶體、非晶體與准晶體.那麼,如何才能快速鑒定出它們呢?一種最常用的技術是X光技術.用X光對固體進行結構分析,你很快就會發現,晶體和非晶體、准晶體是截然不同的三類固體.
晶體結構
為了描述晶體的結構,我們把構成晶體的原子當成一個點,再用假想的線段將這些代表原子的各點連接起來,就繪成了像圖中所表示的格架式空間結構.這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架,稱為晶格.由於晶體中原子的排列是有規律的,可以從晶格中拿出一個完全能夠表達晶格結構的最小單元,這個最小單元就叫作晶胞.許多取向相同的晶胞組成晶粒,由取向不同的晶粒組成的物體,叫做多晶體,而單晶體內所有的晶胞取向完全一致,常見的單晶如單晶硅、單晶石英.大家最常見到的一般是多晶體.由於物質內部原子排列的明顯差異,導致了晶體與非晶體物理化學性質的巨大差異.例如,晶體有固定的熔點,當溫度高到某一溫度便立即熔化;而玻璃及其它非晶體則沒有固定的熔點,從軟化到熔化是一個較大的溫度范圍.

⑵ 請教一些晶體學的知識

太簡單了,我們學校就有這種程序,叫做高斯什麼的,
具體我給你問問同事。

等著好消息!
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Gaussian是一個功能強大的量子化學綜合軟體包。其可執行程序可在不同型號的大型計算機,超級計算機,工作站和個人計算機上運行,並相應有不同的版本。
高斯功能:
分子能量和結構
過渡態能量和結構
鍵和反應能量
分子軌道
多重矩
原子電荷和電勢
振動頻率
紅外和拉曼光譜
核磁性質
極化率和超極化率
熱力學性質
反應路徑
計算可以對體系的基態或激發態執行。可以預測周期體系的能量,結構和分子軌道。因
此,Gaussian可以作為功能強大的工具,用於研究許多化學領域的課題,例如取代基的影響,化學反應機理,勢能曲面和激發能等等。

關於Gaussian 03 的介紹
是Gaussian系列電子結構程序的最新版本。它在化學、化工、生物化學、物理化學等化學相關領域方面的功能都進行了增強。
1.研究大分子的反應和光譜
Gaussian 03對ONIOM做了重大修改,能夠處理更大的分子(例如,酶),可以研究有機體系的反應機制,表面和表面反應的團簇模型,有機物光化學過程,有機和有機金屬化合物的取代影響和反應,以及均相催化作用等。
ONIOM的其它新功能還有:定製分子力學力場;高效的ONIOM頻率計算;ONIOM對電、磁性質的計算。
2.通過自旋-自旋耦合常數確定構像
當沒有X-射線結構可以利用時,研究新化合物的構像是相當困難的。NMR光譜的磁屏蔽數據提供了分子中各原子之間的連接信息。自旋-自旋耦合常數可用來幫助識別分子的特定構像,因為它們依賴於分子結構的扭轉角。
除了以前版本提供的NMR屏蔽和化學位移以外,Gaussian 03還能預測自旋-自旋耦合常數。通過對不同構像計算這些常數,並對預測的和觀測的光譜做比較,可以識別觀測到的特定構像。另外,歸屬觀測的峰值到特定的原子也比較容易。
3.研究周期性體系
Gaussian 03擴展了化學體系的研究范圍,它可以用周期性邊界條件的方法(PBC)模擬周期性體系,例如聚合物和晶體。PBC技術把體系作為重復的單元進行模擬,以確定化合物的結構和整體性質。例如,Gaussian 03可以預測聚合物的平衡結構和過渡結構。通過計算異構能量,反應能量等,它還可以研究聚合物的反應,包括分解,降解,燃燒等。Gaussian 03還可以模擬化合物的能帶隙。
PBC的其它功能還有:(1) 二維PBC方法可以模擬表面化學,例如在表面和晶體上的反應。用同樣的基組,Hartree-Fock或DFT理論方法還可以用表面模型或團簇模型研究相同的問題。Gaussian 03使得對研究的問題可以選擇合適的近似方法,而不是使問題滿足於模塊的能力極限。(2) 三維PBC:預測晶體以及其它三維周期體系的結構和整體性質。
4.預測光譜
Gaussian 03可以計算各種光譜和光譜特性。包括:IR和Raman;預共振Raman;紫外-可見;NMR;振動圓形二色性(VCD);電子圓形二色性(ECD);旋光色散(ORD);諧性振-轉耦合;非諧性振動及振-轉耦合;g張量以及其它的超精細光譜張量。
5.模擬在反應和分子特性中溶劑的影響
在氣相和在溶液之間,分子特性和化學反應經常變化很大。例如,低位構像在氣相和在(不同溶劑的)溶液中,具有完全不同的能量,構像的平衡結構也不同,化學反應具有不同的路徑。Gaussian 03提供極化連續介質模型(PCM),用於模擬溶液體系。這個方法把溶劑描述為極化的連續介質,並把溶質放入溶劑間的空穴中。
Gaussian 03的PCM功能包含了許多重大的改進,擴展了研究問題的范圍:可以計算溶劑中的激發能,以及激發態的有關特性;NMR以及其它的磁性能;用能量的解析二級導數計算振動頻率,IR和Raman光譜,以及其它特性;極化率和超極劃率;執行性能上的改善。
G03W的界面和G98W相比,沒有什麼變化,G98W的用戶不需要重新熟悉界面。

Gaussian 03新增加了以下內容:
新的量子化學方法
(1) ONIOM模塊做了增強
對ONIOM(MO:MM)計算支持電子嵌入,可以在QM區域的計算中考慮MM區域的電特性。
通過演算法的改善,ONIOM(MO:MM)對大分子(如蛋白質)的優化更快,結果更可靠。
ONIOM(MO:MM)能夠計算解析頻率,ONIOM(MO:MO)的頻率計算更快。
提供對一般分子力場(MM)的支持,包括讀入和修改參數。包含了獨立的MM優化程序。
支持任何ONIOM模擬的外部程序。
(2) 修改和增強了溶劑模塊
改善和增強了連續介質模型(PCM):
默認是IEFPCM模型,解析頻率計算可以用於SCRF方法。此外改善了空穴生成技術。
模擬溶液中的很多特性。
可以對Klamt的COSMO-RS程序產生輸入,通過統計力學方法,用於計算溶解能,配分系數,蒸汽壓,以及其它整體性質。
(3) 周期性邊界條件(PBC)
增加了PBC模塊,用於研究周期體系,例如聚合物,表面,和晶體。PBC模塊可以對一維、二維或三維重復性分子或波函求解具有邊界條件的Schrodinger方程。周期體系可以用HF和DFT研究能量和梯度;
(4) 分子動力學方法
動力學計算可以定性地了解反應機制和定量地了解反應產物分布。計算包含兩個主要近似:
Born-Oppenheimer分子動力學(BOMD), 對勢能曲面的局域二次近似計算經典軌跡。計算用Hessian演算法預測和校正走步,較以前的計算在步長上能夠改善10倍以上。還可以使用解析二級導數,BOMD能夠用於所有具有解析梯度的理論方法。
提供原子中心密度矩陣傳播(ADMP)分子動力學方法,用於Hartree-Fock和DFT。吸取了Car和Parrinello的經驗,ADMP傳遞電子自由度,而不是求解每個核結構的SCF方程。與Car-Parrinello不同之處在於,ADMP傳遞密度矩陣而不是MO。如果使用了原子中心基組,執行效率會更高。這一方法解決了Car-Parrinello存在的一些限制,例如,不再需要用D代替H以獲得能量守恆,純DFT和混合DFT均可使用。ADMP也可以在溶劑存在的情況下執行,ADMP可以用於ONIOM(MO:MM)計算。
(5) 激發態
激發態計算方面做了增強:
由於改善了在完全組態相互作用計算中求解CI矢量的演算法,提高了CASSCF執行效率。對能量和梯度計算可以使用約14個軌道(頻率計算仍是8個)。
限制活性空間(RAS)的SCF方法。RASSCF把分子軌道分成五個部分:最低的占據軌道(計算中作為非活性軌道考慮),計算中作為雙占據的RAS1空間,包含對所研究問題非常重要分子軌道的RAS2空間,弱占據的RAS3空間,以及未占據軌道(計算中做凍結處理)。因此,CASSCF在RAS計算中分成三個部分,考慮的組態通過定義RAS1空間允許的最少電子數和RAS3空間允許的最多電子數,以及三個RAS空間電子總數來產生。
NBO軌道可用於定義CAS和RAS活性空間。對於對應成鍵/孤對電子的反鍵軌道可以提供相當好的初始猜測。
對稱性匹配簇/組態相互作用(SAC-CI)方法,用於有機體系激發態的高精度計算,研究兩個或更多電子激發的過程(例如電離譜的擾動),以及其它的問題。
CIS,TD-HF和TD-DFT的激發態計算中可以考慮溶劑影響。

新的分子特性
(1) 自旋-自旋耦合常數,用於輔助識別磁譜的構像。
(2) g張量以及其它的超精細光譜張量,包括核電四次常數,轉動常數,四次離心畸變項,電子自旋轉動項,核自旋轉動項,偶極超精細項,以及Fermi接觸項。所有的張量可以輸出到Pickett的擬合與光譜分析程序。
(3) 諧性振-轉耦合常數。分子的光譜特性依賴於分子振、轉模式的耦合。可用於分析轉動譜。
(4) 非諧性振動及振-轉耦合。通過使用微擾理論,更高級的項可以包含到頻率計算中,以產生更精確的結果。
(5) 預共振Raman光譜,可以產生基態結構,原子間連接,以及振動態的信息。
(6) 旋光性以及旋光色散,通過GIAO計算,用於識別手性體系的異構體。
(7) 電子圓二色性(ECD)。這一特性是光學活性分子在可見-紫外區域的差異吸收,用於歸屬絕對構型。預測的光譜還可用於解釋已存在的ECD數據和歸屬峰位,
(8) 含頻極化和超極化,用於研究材料的分子特性隨入射光波長的變化。
(9) 用量度無關原子軌道(GIAO)方法計算磁化率,它類似於電極化率,用於研究分子的順磁/反磁特性。
(10) 預測氣相和在溶劑中的電、磁特性和光譜。
(11) ONIOM預測電、磁特性。
新增加的基本演算法
(1) 更好的初始軌道猜測。Gaussian 03使用Harris泛函產生初始猜測。這個泛函是對DFT非迭代的近似,它產生的初始軌道比Gaussian 98要好,例如,對有機體系有所改善,對金屬體系有明顯改善。
(2) 新的SCF收斂演算法,幾乎可以解決以前所有的收斂問題。對於其它極少數的不收斂情況,Gaussian 03提供了Fermi展寬和阻尼方法。
(3) 純DFT計算的密度擬合近似。這一近似在計算庫侖相互作用時,把密度用一組原子中心函數展開,而不是計算全部的雙電子積分。它用線性換算的演算法,對中等體系的純DFT計算可以極大地提高計算效率,而又不損失多少精度。Gaussian 03可以對AO基自動產生合適的擬合基,也可以選擇內置的擬合基。
(4) 更快的自動FMM方法,用於適中的體系(純DFT約100個原子,混合DFT約150個原子)。
(5) 對純DFT使用更快的庫侖能演算法,節省庫侖問題的CPU時間。
(6) O(N)更精確的交換能量項。在Hartree-Fock和DFT計算中,通過刪除密度矩陣的零值項來屏蔽精確的交換貢獻。這可以節省時間,而又不損失精度。
新增功能:
(1) 新的密度泛函:OPTX交換,PBE和B95相關,VSXC和HCTH純泛函,B1及其變體B98,B97-1,B97-2,PBE1PBE混合泛函。
(2) 高精度能量方法:G3及其變體,W1方法。另外還包含W1BD,它用BD代替耦合簇,比CBS-QB3和G3更精確,當然計算也更加昂貴。
(3) 對重元素全電子基組計算的Douglas-Kroll-Hess標量相對論修正,用於當ECP基組不能滿足精度的情況。
(4) 逼近基組極限的UGBS基組。

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Gaussian 98介紹

Gaussian 98(以下簡稱G98)是一個功能強大的量子化學綜合軟體包。其可執行程序可在不同型號的大型計算機、超級計算機、工作站、和個人計算機上運行,並相應有不同的版本。在執行分子計算作業時,這些不同版本所使用的輸入文件的核心部分的格式,包括作業控制所用的關鍵詞、可選項代號都是一樣的。其差別僅僅是輸入文件Link0 部位中執行作業初始化的控制語句因計算機型號而異。因此,只要在一種型號的計算機上較熟練地掌握了該軟體包的使用,改用其他計算機或操作系統上的軟體版本是輕而易舉的事。鑒於PC 機硬體技術的飛速發展和操作當不斷改進,不僅使多數量子化學計算工作可以方便地在個人計算機上進行,而且其計算速度和計算容量與工作站的差距在不斷縮小。Gaussian 98 for Windows(以下簡稱G98W)與G98 其它版本在同步升級,而且它可方便地與Windows 平台上的具分子構建和圖像顯示功能的ChemOffice、HyperChem 等軟體結合使用,從而使得輸入文件編輯和計算結果分析處理變得十分方便。目前,G98W 已成為世界上被使用最廣的量子化學程序版本。對於初涉計算量子化學領域的學生和研究工作者,從G98W 起步無疑是最佳的選擇。

Gaussian 98 基本功能

基本功能系指G98 計算功能與其前一版本G94 的相同部分。即:可執行各類不同精度和理論檔次的MO 計算,包括Hartree-Fock 水平從頭算(HF)、Post-HF 從頭算(各級CI 和MP)、MC-SCF法、密度泛函理論(DFT),以及多種半經驗量子化學方法,進行分子和化學反應性質的理論預測。

主要計算項目包括:

? 分子的能量與幾何結構

? 化學反應過渡態的能量與幾何結構

? 振動頻率分析

? 紅外與拉曼光譜

? 分子的熱化學性質

? 鍵能與化學反應能

? 化學反應途徑

? 分子軌道的能量與性質

? 原子電荷分布(電子布居分析)和自旋密度分布

? 分子的多極矩(永久偶極矩和四極至十六極矩)

? NMR 屏蔽常數、化學位移及分子的磁化率

? 振動園二色強度(Vibrational circular dichroism intensities)

? 電子親和性與電離勢

? 極化率與超極化率

? 靜電勢與電子密度分布

GaussView介紹

GaussView 3.0 讓Gaussian 03 的使用變得十分簡單而直接:利用高級的 3D 結構建構工具描繪分子,或從標准格式檔案讀入。從圖形介面建立並送出 Gaussian 03 計算工作,並實時監控計算過程。以最新進的圖形顯示功能檢視計算結果:顯示分子軌域和其它性質的表面,光譜,振動型式動畫,幾何優選過程和反應路徑。

GaussView 支持 Gaussian 03 所有功能,利用圖表工具產生計算工作的關鍵詞和選項參數、分子系統設定,以及其它高階計算類型所需的輸入數據。利用 GaussView 可以很容易的設定 ONIOM 各層原子的定義、周期系統計算工作的單位格子、 CASSCF 主動空間設定、使用STQN方法作過渡狀態結構幾何優選計算時的分子結構定義,等等。

外部鏈接

Gaussian公司主頁 http://www.gaussian.com

許多優秀科學家,甚至包括[[約翰·波普]]和其他許多參與過Gaussian開發的科學家,均被Gaussian, Inc.公司列入黑名單,禁止他們接觸和使用Gaussian軟體。Gaussian, Inc.認為黑名單上的學者正在為其競爭對手編寫軟體,為了維護公司的利益,必須防止這些科學家接觸到Gaussian的代碼。此外,Gaussian的開發人員指出,黑名單上的學者將其開發的演算法公布,使之進入公共領域,可以被其他人自由使用。

⑶ 基礎知識

1.晶體測量的理論依據和測量方法

晶體在生長過程中,往往由於外界客觀環境的影響,造成形態上不同程度的畸變,從而形成歪晶。但是,無論晶體形態上如何變化,同種晶體對應晶面間的夾角恆等不變。這便是晶體的面角守恆定律,是進行晶體測量的理論依據。

測量晶體時用接觸測角儀測量石英晶體的面角(測角儀直臂與晶面貼緊,並使測角儀平面與所測二晶面的交棱方向垂直),每種面角測量三次,每次精度讀到1/2°,取其平均數。

注意:所測數據是否符合面角守恆定律?

2.用吳氏網作晶面的赤平投影

(1)作投影的准備工作

將一張透明紙蒙在吳氏網上,用圖釘將二者固定在一起,透明紙能夠相對於吳氏網旋轉。用鉛筆在透明紙上描出基圓,用符號「+」標出網中心,並選擇橫直徑作為零度子午面,在橫直徑右端與基圓相交處畫一箭頭,註明φ=0°,如圖1-1所示。

圖1-1 吳氏網和基圓的投影

(2)作直立晶面的極射赤平投影

直立晶面的投影點應落在基圓上。投影時首先令某一個面投影於φ=0°處,以符號圓點表示,旁邊標上B。與B順時針方向相臨直立晶面G,可沿著基圓順時針方向量B∧G的面角,得到G的投影點(圖1-2)。

圖1-2 直立晶面的極射赤平投影

(3)作傾斜晶面的極射赤平投影

作傾斜晶面(A)的極射赤平投影,可利用已知的與其方位角相同的直立晶面的投影點。將吳氏網中心點與B作連線,該直線即為網的橫直徑(零度子午面),利用橫直徑上的刻度B沿橫直徑向中心量出A∧B的面角,即得A的極射赤平投影點,以符號「•」表示(圖1-3)。若C與D不在橫直徑(零度子午面)上時(圖1-4),將吳氏網中心點與D作連線,轉動透明紙使聯線與橫直徑重合,自D點向中心量出C∧D的面角,便獲得C投影點(圖1-5)。

圖1-3 傾斜晶面的極射赤平投影A

圖1-4 傾斜晶面的極射赤平投影B

圖1-5 傾斜晶面的極射赤平投影C

3.晶面空間分布位置的球面坐標和晶面間夾角度量方法

(1)用球面坐標即方位角(φ)和極距角(ρ)表示晶面投影點的位置

在投影圖上求D晶面投影點的球面坐標,其方法如下:將中心點與D連線延長與基圓相交,由φ=0°處起順時針方向量至交點的度數,就是D的方位角φ(圖1-6)。再將透明紙轉動使中心點與D的連線與吳氏網橫直徑重合,由中心點至D間的角度就是D的極距角ρ(圖1-7)。

(2)求面角

求圖1-8中E和F的面角:轉動透明紙(中心不能動),使E和F落於吳氏網的一個大圓弧上,在大圓弧上藉助網的大圓弧刻度量得E和F點之間的度數,即為它們的面角,如圖1-8(b)所示。

圖1-6 晶面空間分布位置的方位角度量方法

圖1-7 晶面空間分布位置的極距角度量方法

圖1-8 面角度量方法

⑷ 化學知識:晶體的類型及具體分類

晶體類型是晶體的分類依據之一 分為:離子晶體,原子晶體,分子晶體,金屬晶體。
1.離子晶體:一般由活潑金屬和活潑非金屬元素組成,大多的鹽(除ALCL3外,它是分子晶體), 強鹼, (鹼)金屬氧化物。
特例:NH4CL(氯化銨)是有非金屬組成的離子晶體,你看是銨根,有金字旁,所以把銨根看做是金屬根(也許這樣說不是很准確,大概就是這個意思)。
2.原子晶體:高中階段記住有單質硅,碳化硅,金剛石,石英。最好要曉得B硼,會在元素的對角線法則里出題,你知道一下就行了。
3.分子晶體:由共價鍵組成,非金屬或不活潑(非)金屬形成(HCL,ALCL3)。主要包括 氣態氫化物 ,含氧酸 ,非金屬氧化物。 有三種鍵:非極性共價鍵(同種原子),極性共價鍵(不同種原子),配位鍵(提供電子對,要知道NH4-)
4.金屬晶體 :金屬單質。由金屬陽離子與自由移動的電子組成。
晶體有三個特徵:(1)晶體有一定的幾何外形;(2)晶體有固定的熔點;(3)晶體有各向異性的特點。

⑸ 求助水熱法制備晶體的知識

水熱法是以水為抄溶劑,通過加入其他助溶劑提高溶解度,進行溶液法晶體生長的方法。痛如礦化劑溶解高熔點氧化物,高溫高壓條件提高溶解度,控制生長。通過強對流實現晶體生長過程。過飽和溶液在生長區內冷凝,並貢獻出其中的溶質而實現晶體生長

⑹ 晶體工程師需要什麼知識啊

1、晶體工程師用網友「peng_siemens」的話說,crystal engineering更帖切一點。主要在壓電石英晶體領域做產品研發,生產技術服務等。

2、這個領域入門很容易,因此一般的生產技術服務方面,只要有一定的經驗,沒有太高文化知識也能做。但深層次的技術研發,沒有高深的理論基礎及高水平的計算能力(工科領域對數學要求都很高)根本是寸步難行。

3、目前的國際環境,國內大多數行業都不是很好,壓電晶體行業也一樣。中國是世界工廠,匯率上漲,出口價格增加,是目前晶體行業的主要困難。但各個行業都一樣,高端市場永遠象強者開放。無論你是技術,還是質量能夠進入高端領域,都一定是個有錢圖的產品。

4、本科電子專業畢業,這的確有些籠統。要說明的是,晶體行業屬於微電子專業一類的。如山東大學物理與微電子、電子科技大學微電子學、西安電子科技大學微電子學

⑺ 晶體的相關知識

什麼是晶體呢?
雖然你還不知道它的定義,但是你早已經和它的家族成員見過面了。不僅如此,你還吃過、用過它們呢!你瞧,自然界里的冰、雪,組成大地的土壤,各種金屬材料(如金、銀、銅、鐵、錫、鋁),以至我們所吃的糖、鹽和所用的各種裝飾品(如紅寶石、藍寶石、鑽石)等等,全都是晶體。所以,毫不誇張地說,我們的世界是一個絢麗多彩的晶體的世界。

那麼,到底什麼是晶體呢?為什麼這么多種看上去截然不同的東西都屬於晶體呢?大家知道,物質是由原子、分子或離子組成的。當這些微觀粒子在三維空間按一定的規則進行排列,形成空間點陣結構時,就形成了晶體。因此,具有空間點陣結構的固體就叫晶體。事實上,絕大多數固體都是晶體。不過,它們又有單晶體和多晶體之分。所謂單晶體,就是由同一空間點陣結構貫穿晶體而成的;而多晶體卻沒有這種能貫穿整個晶體的結構,它是由許多單晶體以隨機的取向結合起來的。例如,飛落到地球上的隕石就是多晶體,其主要成份是由長石等礦物晶體組成的。而食鹽的主要成份氯化鈉(NaCl)卻是一種常見的單晶體,它是由鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)按一定規則排列的立方體所組成,從大范圍(即整個晶體)來看,這種排列始終是有規則的。因此,我們平常所看到的食鹽顆粒都是小立方體。又如鑽石,它是由碳原子在大范圍內按一定的規則排列而成的晶體,人們常常在它的外表面加工出許多小面,使它變成多面體,由於它具有很高的折射率,又是透明的,所以,在陽光照射下,它對光線產生強烈的反射和折射,發出閃爍的光輝。值得注意的是,在晶體中,這樣晶瑩透明的有很多,但是,並不是所有透明的固體都是晶體,如玻璃就不是晶體。為什麼呢?這是因為,組成玻璃的微觀粒子只是在一個很小的范圍內作有規則的排列,而從大范圍來看,它們的排列是不規則的,因此,玻璃不是晶體。

自然界中形成的晶體叫天然晶體,而人們利用各種方法生長出來的晶體則叫人工晶體。目前,人們不僅能生長出自然界中已有的晶體,還能製造出許多自然界中沒有的晶體。人們發現,晶體的顏色五彩紛呈,從紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫到各種混合顏色,簡直應有盡有,令人目不暇接。不過,更加令人驚奇的是,晶體不僅美麗,還有許多重要的用途呢!

比如說激光晶體。這是一種非常重要的晶體,它吸收足夠的能量之後能發出一種特殊的強光,我們叫它"激光",所以這種晶體叫做激光晶體。目前,人們已研製出數百種激光晶體。其中,紅寶石晶體是最引人注目的一種。這是因為,有一位美國科學家Maiman,曾在1960年利用這種晶體獲得了一項舉世矚目的重大科學成就--研製出世界上第一台激光器。今天,這些激光晶體在軍事技術、宇宙探索、醫學、化學等眾多領域內都已得到了廣泛的應用。例如,激光電視、激光彩色立體電影、激光雷達、激光手術刀等都是激光晶體在這些領域內成功應用的結果。又如水中通信,由於海水對紅光產生強烈的吸收,而對藍綠光則吸收得較少,因此,藍綠光在海水中能夠傳播較遠的距離。利用這一特性,人們就可以利用激光晶體產生的藍綠光進行水中通信和探索。

另一種重要的晶體恐怕要屬半導體晶體了。這是因為,由半導體晶體硅和鍺做成的各種晶體管,取代了原來的電子管,在無線電子工業上有著極其廣泛的應用,由於它們的出現,電子產品的體積大大減少,成本大幅度降低。可以說,沒有半導體晶體,就沒有無線電子工業的飛速發展,我們今天就不可能擁有隨身聽、超薄電視和筆記本電腦等體積小巧、攜帶方便的電子產品了。此外,光纖通訊技術也離不開半導體晶體。利用這種晶體做光源,人們就能在一根頭發絲般的光導纖維中傳遞幾十萬路電話或幾千路電視,從而大大提高了信息傳遞的數量和質量。試想,如果沒有這些半導體晶體,我們怎能看到高清晰度的電視,又怎能清楚地聽到從遙遠的大洋彼岸傳來的親人的聲音呢?

不過,在眾多性能之中,最奇妙的當屬光折變效應了。具有這種效應的晶體叫光折變晶體。那麼,這是怎樣一種效應呢?原來,當外界微弱的光照到這種晶體上時,晶體的折射率會發生變化,形成極為特殊的折射率光柵。憑借這種光柵,晶體便成為神通廣大的"齊天大聖",向人們演示出種種不可思議的奇妙現象:它可以在3cm3的體積中存儲5000幅不同的圖像,並可以迅速顯示其中任意一幅;它可以把微弱的圖像亮度增強1000倍;它可以精密地探測出小得只有10-7米的距離改變;它可以使畸變得無法辨認的圖像清晰如初;它可以濾去靜止不變的圖像,專門跟蹤剛發生的圖像改變;它還可以模擬人腦的聯想思維能力!因此,這種奇妙的晶體一經發現,便引起了人們的極大興趣。目前,它已發展成一種新穎的功能晶體,向人們展示著良好的應用前景。

此外,還有許多晶體,如電光晶體、聲光晶體、壓電晶體、熱釋電晶體、磁性晶體、超硬晶體等,它們在不同的技術領域中也起著重要的作用,在此就不一一列舉了。不過,值得一提的是,近年來,隨著光子晶體和納米晶體的出現和發展,掀起了微觀晶體的研究熱潮,使人類認識達到了一個新的層次。可以相信,不久的將來我們將擁有更多、更奇妙的晶體。 請【採納】謝謝

⑻ 化學晶體結構知識點

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化學晶體結構知識點

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您的問題太專業了。我不是很懂,等等吧。

⑼ 材料化學晶體學知識求助!7大晶系的特徵,宏觀對稱性和微觀對稱性的分類,解釋P4mm空間群的含義

七大晶系,14種布拉伐格子等相關內容是固定的,你在固體物理,晶體結構學,以及材料科學基礎裡面都可以找到,都是用表格列出來的,或者你直接在網路一搜,就出來相應的內容,由於內容太多,我就不給你列了。
宏觀對稱性及微觀對稱性就是劃分七大晶系,14種布拉伐格子的依據,這個在剛才提的教材裡面就有,或者群論裡面也有更詳細的介紹。
P4mm屬於C4v點群,有C4軸和4個平行於X4軸的對稱平面。

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