
【计】 lattice model
crystal lattice
【计】 crystal lattice
【化】 crystal lattice; lattice
former; matrix; model; mould; pattern
【计】 Cook-Torrance model; GT model GT; MOD; model; mosel
【医】 cast; model; mold; mould; pattern; phantom
【经】 matrices; matrix; model; pattern
晶格模型(Lattice Model)是固体物理学和材料科学中的基础理论工具,用于描述原子、分子或离子在晶体中的周期性排列规律。该模型将晶体结构抽象为几何点阵,每个格点代表结构单元(如原子、离子或分子基团),并通过数学方法研究其对称性、能量状态及相互作用。
从数学角度,晶格模型通常用布拉菲格子(Bravais Lattice)表示,其基本公式为: $$ mathbf{R} = n_1mathbf{a}_1 + n_2mathbf{a}_2 + n_3mathbf{a}_3 $$ 其中$mathbf{a}_1,mathbf{a}_2,mathbf{a}_3$为基矢,$n_i$为整数。这种周期性结构决定了晶体的X射线衍射特性,成为材料表征的重要依据(《凝聚态物理导论》,剑桥大学出版社,2018年)。
在应用领域,该模型延伸出多个分支:
美国国家标准与技术研究院(NIST)的晶体数据库收录了超过20万种实验验证的晶格结构数据,为模型验证提供权威支持。英国皇家化学会《化学学会评论》2023年刊文指出,晶格模型在新型半导体材料和超导体研发中持续发挥核心作用。
晶格模型是物理学、材料科学等领域中用于描述物质微观结构或动态过程的基础理论工具。以下是其核心要点:
晶格模型将物质抽象为周期性排列的网格结构,每个格点代表原子、分子或粒子的位置。这种模型常用于研究晶体材料的原子排列规律、电子行为及热力学性质。
布拉维格子
由基矢$mathbf{a}_1,mathbf{a}_2,mathbf{a}_3$定义,任意格点位置可表示为:
$$mathbf{R} = n_1mathbf{a}_1 + n_2mathbf{a}_2 + n_3mathbf{a}_3$$
其中$n_i$为整数,对应简单立方、体心立方等14种空间群结构。
量子晶格模型
如紧束缚模型描述电子在晶格中的跃迁:
$$H = -tsum_{langle i,jrangle}(c_i^dagger c_j + h.c.)$$
其中$t$为跃迁能,应用于半导体能带计算。
该模型通过简化复杂系统,为理解物质宏观性质提供微观机制解释。不同学科根据需求调整格点属性和相互作用规则。
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