3D модели кристаллов

Вам нужен браузер с поддержкой WebGL чтобы видеть эти 3D модели (смотри get.webgl.org).

3D решетки Браве

Решетка Браве - периодическая решетка, состоящая из эквивалентных узлов. Всего в 3D существует 14 различных решеток Браве. Но здесь представлены только 3 типа решеток с кубической симметрией. Элементарная ячейка кристалла может быть не примитивной, если основные вектора, на которых она построена не наименьшие трансляционные вектора. Ячейка Вигнера-Зейтца образуется всеми точками пространства, ближайшими к данному узлу решетки. Она обладает точечной симметрией решетки Браве.
Cubic Простая кубическая решетка.
Решетки из 4x4x4 и 6x6x6 ячеек. Я убрал перспективу для больших решеток. Ячейка Вигнера-Зейтца для простой кубической решетки совпадает с элементарной ячейкой.
BCC Объемо-центрированная кубическая (ОЦК) элементарная ячейка.
Решетки из 2x2x2 и 4x4x4 ячеек. Такую структуру имеют α-Fe, Na, K, β-Ti. Ячейка Вигнера-Зейтца ОЦК решетки - усеченный октаэдр.
FCC Гране-центрированная кубическая (ГЦК) элементарная ячейка.
Решетки из 2x2x2 и 4x4x4 ячеек. Такую структуру имеют Cu, Au, Ag, Al, Pt, Pd. Ячейка Вигнера-Зейтца ГЦК решетки - ромбический додекаэдр.

Решетки реальных кристаллов

NaCl Элементарная ячейка NaCl (KCl, MgO, BaO, CaO, SrO)
Решетки из 2x2x2 и 3x3x3 ячеек. Решетка NaCl состоит из двух ГЦК подрешеток. Подрешетка Na смещена на вектор [1/2,0,0] относительно подрешетки Cl.
GaAs Элементарная ячейка GaAs (ZnS, InAs, InP, AlAs, CdTe, HgTe). Решетки из 2x2x2 и 3x3x3 ячеек. Решетка GaAs состоит из двух ГЦК решеток, смещенных на вектор [1/4,1/4,1/4].
diamond Элементарная ячейка Si (Ge и алмаз). Решетки из 2x2x2 и 3x3x3 ячеек. Решетка алмаза подобна решетке GaAs, но состоит из атомов одного сорта.
SrTiO3 Элементарная ячейка SrTiO3 (CaTiO3). Решетка 2x2x2.
HTSC YBa2Cu3O7 кристалл с высокотемпературной сверхпроводимостью (Tc = 93oK). Решетка 2x2x1 lattice.

Кристаллографические плоскости

В кристалле с кубической симметрией у каждого вектора [ijk] есть перпендикулярная к нему атомная плоскость (ijk). Например, параллелный оси X вектор [100], перпендикулярен к атомной плоскости (100).
Кристалл NaCl легко колется вдоль эквивалентных плоскостей спайности (100), (010) и (001). Чтобы расколоть его вдоль направления (110) нужно разрушить больше атомных связей. Атомная плоскость (111) содержит заряженные атомы одного сорта (Na+ или Cl -), поэтому кристалл нельзя расколоть вдоль этого направления из-за сил электростатического притяжения между двумя плоскостями с противоположными зарядами.
GaAs колется вдоль плоскости (110). Атомные плоскости (100) и (111) снова заряжены. Но вы можете расколоть Si вдоль плоскости (111), потому, что в кремнии она не заряжена.

Решетки плотно упакованных атомов

Similar Плотно упакованная ГЦК элементарная ячейка. Гексагональная плотно упакованная элементарная ячейка (Mg, α-Co, α-Be) состоит из плотно упакованных плоскостей двух типов. ГЦК решетка состоит из плотно упакованных плоскостй трех типов. ГЦК и ГПУ решетки очень похожи, но ГЦК содержит плоскость третьего типа. Она смещена относительно первой плоскости в решетке (как видно из 3D модели, у нее "крыша поехала" :).

Перестройка (100) поверхности Si

surf Поверхность реальные кристаллы содержит оборванные связи, что может приводить к перестройке поверхности. (100) поверхность Si до перестройки. Серые и черные шары показывают две ГЦК подрешетки Si. 2x1 перестройка (100) поверхности Si.
Еще больше примеров Вы можете увидеть здесь:
Авторы: Е.В.Демидов, Ю.Н.Дроздов ИФМ РАН.
home   Английская весия     обновлена 20 окт 2011