
晶格(crystal lattice)是固體物理學中描述晶體原子周期性排列的核心概念。在漢英詞典中,該詞對應的英文釋義為"a three-dimensional arrangement of atoms, ions, or molecules in a crystalline solid"(《現代漢英綜合大詞典》第3版,商務印書館。其本質特征包括:
幾何周期性
晶格由無限延伸的格點構成,每個格點對應晶體原胞的等效位置。這種周期性可通過布拉菲格子數學模型表達:
$$ mathbf{R} = n_1mathbf{a}_1 + n_2mathbf{a}_2 + n_3mathbf{a}_3 $$
其中基矢$mathbf{a}_i$決定晶胞形狀,$n_i$為整數(國際晶體學聯合會定義。
對稱分類體系
根據對稱操作群理論,三維晶體可分為7大晶系和14種布拉菲格子,如立方晶系包含簡單立方、體心立方等亞類(《材料科學基礎》,清華大學出版社。
衍射驗證原理
X射線衍射圖譜的布拉格峰位置滿足:
$$ 2dsintheta = nlambda $$
該公式證實晶格間距$d$的客觀存在(美國物理學會APS期刊。
工程應用關聯
晶格缺陷(空位、位錯)直接影響半導體載流子遷移率和金屬力學性能。第一性原理計算常采用超晶胞模型模拟這些微觀結構(Nature Materials綜述。
“晶格”(Crystal Lattice)是固體物理學和材料科學中的核心概念,指晶體内部原子、離子或分子按周期性規律排列形成的幾何框架。以下是詳細解釋:
晶格是晶體中原子(或分子、離子)的排列模式在三維空間中的抽象表示。每個點(稱為“格點”)代表原子的中心位置,且這些點具有嚴格的周期性重複特征。晶格的周期性可通過三個基本平移矢量(基矢)描述,形成“晶胞”——晶體結構的最小重複單元。
根據對稱性和原子排列方式,晶格分為多種類型:
通過以下參數定量描述晶格:
晶格結構直接影響材料的物理性質:
若需進一步了解具體晶格類型或計算方法,可參考固體物理教材(如《固體物理學》黃昆著)或材料科學文獻。
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