
【机】 lattice
"格子结晶"是晶体学与材料科学领域的重要概念,指原子、离子或分子在三维空间中有序排列形成的周期性结构,其对应的英文术语为"crystalline lattice"或"crystal lattice。该结构以重复的几何单元(晶胞)为基础,通过平移对称性延伸构成空间点阵,其数学表达式可表示为:
$$ mathbf{R} = n_1mathbf{a}_1 + n_2mathbf{a}_2 + n_3mathbf{a}_3 $$
其中$mathbf{a}_1, mathbf{a}_2, mathbf{a}_3$为晶格基矢,$n_i$为整数。这种有序排列特性决定了材料的物理性质,例如金刚石的立方晶格赋予其超高硬度,而石墨的六方层状结构则表现出导电性。
在应用领域,美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究显示,硅晶体的面心立方结构是半导体芯片制造的物理基础,其晶格常数的精密控制直接影响集成电路性能。英国皇家化学会(RSC)的文献指出,钙钛矿型晶体结构的光电转化效率突破,推动了新一代太阳能电池技术的发展。
根据国际晶体学联合会(IUCr)的分类体系,主要晶格类型包括:立方晶系(如NaCl)、六方晶系(如ZnO)、四方晶系(如TiO₂)等七种基本类型,每种类型通过对称性操作定义空间群结构。德国马克斯·普朗克研究所的同步辐射实验证实,晶格畸变现象会导致材料产生压电效应,该原理已应用于医学超声探头等设备。
“格子结晶”是矿物学或结晶学中的术语,指具有规则格子状内部结构的晶体。以下是详细解释:
结晶
指物质从液态(如溶液、熔融体)或气态形成晶体的过程,最终形成的固体具有原子、离子或分子按周期性重复排列的结构。
格子构造
晶体的内部结构被称为空间格子,即质点(原子/离子/分子)在三维空间中呈周期性排列形成的几何图形。这种结构可通过抽象出“结点”连结成网格状模型。
结构要素
对称性与限制
晶体的对称性受格子构造规律制约,例如对称轴仅能出现1、2、3、4、6次轴,无法存在5次或更高次轴。
类型 | 结构特点 | 示例 |
---|---|---|
晶体 | 规则格子构造(格子结晶) | 水晶、钻石 |
非晶体 | 无规则格子构造 | 玻璃、琥珀 |
准晶体 | 介于晶体与非晶体之间 | 某些金属合金 |
在比喻层面,“结晶”也指珍贵成果的凝聚(如“智慧的结晶”),但科学语境中特指格子状结构的晶体。
如需进一步了解晶体的对称规律或具体矿物示例,可参考结晶学教材或矿物学资料。
【别人正在浏览】