chap半导体材料的电学和光学特性.ppt

控制或驱动的电子器件 光探测器件 光发射器件 光调制器件/光转换器件 光调制/光转换 光图像存储 2. 非晶态Noncrystals （玻璃 glass) (无序disordered、无定形 amorphous） ② 无规则网络 （无机非金属/有机） 玻璃 Zachariasen (1932) 无规则网络学说 保持了熔体的“近程有序，远程无序” 各向同性：∞∞∞ 介稳态 —— 远离平衡态 无固定的简单化学式，玻璃组成可在一定范围变化 无固定的转变温度，转变是渐变的，包含有动力学因素：冷却速度 ，Tg 在一个箱子中装满实心球 填充因子 =箱中所有实心球体的体积 /箱子体积 晶体材料: 原子的填充因子 = 在一个原胞中所有原子的体积/ 原胞的体积 处理 3D 物体, 所以 同3x3 矩阵相关 一个矩阵 A 的元素为aij ，这里 “i” 指行， “j” 为列 如果并只有aij = aji 时，A 才为对称矩阵 如果并只有det(A) ≠ 0, AxA-1= A-1xA = I， A 有一逆矩阵 (A-1) R x X+ t =X’ 点缺陷 线缺陷 面缺陷 非化学计量化合物 构成第一布里渊区（简约布里渊区）的垂直平分线的方程式如下： ? x=±?/a 及 ? y=±?/a (2?/a) i -(2?/a) i (2?/a) j -(2?/a) j 1.5 倒格子 晶体的对称性：变换后，晶格在空间的分布保持不变（重合） 对称操作：变换 对称元素：点、线、面 1.6 晶体的对称 镜象变换 (x1，x2，x3)→（-x1，x2，x3） 反演变换 (x1，x2，x3)→（-x1，-x2，-x3） 1.6 晶体的对称 3D对称操作的矩阵表示 1.6 晶体的对称 1.6 晶体的对称 旋转矩阵+平移矢量 1.6 晶体的对称 立方晶体的镜象面 1.6 晶体的对称 转动变换:(x1，x2，x3)→（x1′，x2′，x3′） 1.6 晶体的对称 ◆七种晶系：晶胞基矢特征 ◆14种Bravais晶格：格点分布特点 1.6 晶体的对称 简单单斜 底心单斜 1.6 晶体的对称 1.6 晶体的对称 1.6 晶体的对称 七大晶系 晶格基矢a,b,c和它们之间夹角的七种组合,形成了七大晶系. 1.6 晶体的对称 1.7 晶体中的缺陷 点缺陷 1.7 晶体中的缺陷 线缺陷 1.7 晶体中的缺陷 面缺陷 1.7 晶体中的缺陷 面心立方晶格 ◆面心立方晶格的原胞与晶胞 NaCl晶体结构图 1.3 晶格的周期性 ◆面心立方晶格的原胞与晶胞 金属中Cu、Ag、Au、Al、Pb、Fe-γ、Ni，惰性原子 1.3 晶格的周期性 体心立方晶格 ◆体心立方晶格的原胞与晶胞 碱金属（Li、Na、K、Rb、Cs） 过渡族（Fe-α、Cr、Mo、W） 1.3 晶格的周期性 ◆体心立方晶格的原胞与晶胞 碱金属（Li、Na、K、Rb、Cs） 过渡族（Fe-α、Cr、Mo、W） 1.3 晶格的周期性 晶格的周期性的描述----布拉伐格子 对于简单晶格，任一原子A的位矢： 1.3 晶格的周期性 复式晶格 任一原子A的位矢 a =1，2，3…… ra是原胞中各种等价原子之间的相对位移。 1.3 晶格的周期性 Bravais 格子 由 确定的空间格子 晶体可以看作是在布拉伐格子的每一个格点上放上一组原子（Basis基元）构成的。 ◆ 格点 ◆ Bravais点阵 1.3 晶格的周期性 ◆ 晶格（Lattice）：格点的三维空间结构 Bravais 格子 晶格 晶体结构＝基元+晶格 1.3 晶格的周期性 1.4 晶格指数 布拉伐格子的特点：所有格点周围的情况都一样。 一、晶列 晶体的晶向：在布拉伐格子中作一族平行的直线，这族直线将所有的格点都包括无遗，这些平行直线称为晶体的晶列。每一族晶列定义了一个方向，称为晶向。 晶列的特点 （1）一族平行晶列把所有点 包括无遗。 （2）在一平面中，同族的相邻晶列之间的距离相等。 （3）通过一格点可以有无限 多个晶列，其中每一晶列都有一族平行的晶列与之对应。 （4 ）有无限多族平行晶列。 1.4 晶格指数 任一格点 A的位矢Rl为 Rl =l1a1+l2a2+l3a3 式中l1、l2、l3是整数。若互质，直接用他们来表征晶列OA的方向（晶向），这三个互质整数为晶列的指数，记以 [l1l2l3] O Rl A a1 a2 a3 1.4 晶格指数 晶向表示方法