
- •Введение.
- •§1. Исторические этапы развития физики полупроводников.
- •§2. Микроэлектроника. Современный этап развития твердотельной электроники.
- •§3. Содержание спецкурса.
- •Глава I. Структура полупроводниковых кристаллов (прямая и обратная решетки кристаллов).
- •§1. Решетки Бравэ кристаллов. Простая и сложные кристаллические решетки.
- •§2. Элементы симметрии кристаллов.
- •§2.1. Оси симметрии.
- •§2.2. Плоскости симметрии.
- •§2.3. Зеркально – поворотные оси симметрии.
- •§3. Типы простых кристаллических решеток.
- •§4. Кристаллографические индексы Миллера.
- •§5. Обратная решетка кристалла и ее ячейка Вигнерра – Зейтца. Зоны Бриллюэна кристалла.
- •§6. Связь между структурами прямой и обратной решеткой кристалла.
- •§7. Построение зон Бриллюэна для каждой из некоторых типов кристаллических решеток.
- •§8. Структура основных типов полупроводниковых кристаллов.
- •§9. Неупорядоченные (некристаллические полупроводники).
- •§10. Типы и структура жидких кристаллов.
- •§11.Жидко кристаллические приборы для отображения информации.
§3. Типы простых кристаллических решеток.
Структура простых кристаллических решеток совпадает со структурой своих решеток Бравэ. Сложные кристаллические решетки можно представить в виде системы S простых кристаллических решеток, сдвинутых одна относительно другой определенным образом. Используя три правила отбора, найдем все типы решеток Бравэ, т.е. все типы простых кристаллических решеток:
Кристаллы должны иметь оси n≥3 (3,4,6).
Кристаллы должны иметь плоскости симметрии σv.
Решетки Бравэ принадлежат трансляционному множеству
, в котором для каждого вектора
имеется ему обратный вектор
. А точечным преобразованием переводящим вектор
в вектор
является операция инверсии, значит, любая решетка Бравэ имеет центр симметрии.
Существует всего 14 типов кристаллических решеток, распределенных по семи системам (сингониям): триклинная, моноклинная, ортогональная, тетрагональная, ромбоэдрическая, гексагональная, кубическая.
Т
риклинная примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
;
;
;
, и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки.
М
оноклинная примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
;
, и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки.
Моноклинная базоцентрированная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
;
, и у которой атомы расположены в вершинах ячейки и в центре двух противоположных, прямоугольных гранях.
Ортогональная примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки.
Ортогональная базоцентрированная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены в вершинах ячейки и в центре двух противоположных гранях.
О
ртогональная гранецентрированная решетка, которую можно получить повторением в пространстве ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены в вершинах ячейки и в центрах всех шести гранях. Примитивной будет являться ячейка построенная на векторах
. Повторением такой решетки можно получить всю ортогональную гранецентрированную решетку.
О
ртогональная объемноцентрированная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены в вершинах ячейки и в центре решетки.
проеден к узлу в центре решетки. Примитивной будет являться ячейка построенная на векторах
.
Тетрагональная примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки.
Т
етрагональная объемноцентрированная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены в вершинах и в центре ячейки. Центрирование граней ячеек не приведет к новому типу кристаллических решеток.
Ромбоэдрическая примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки.
Г
ексагональная примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
;
,и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки. Часто элементарные ячейки представляют в виде шестигранной призмы, которая состоит из трех четырехгранных призм, в частности ось симметрии шестого порядка.
Кубическая примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены только в вершинах элементарной ячейки.
Кубическая гранецентрированная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены в вершинах и в центрах всех шести гранях ячейки. Примитивная ячейка – ромбоэдрическая.
Кубическая примитивная решетка, которую можно получить повторением в пространстве элементарной ячейки с ребрами
, углы между которыми:
, и у которой атомы расположены в вершинах и в центре ячейки.
Кристаллические структуры сложных кристаллов состоят из систем одной из 14-ти типов простых решеток.