Физика полупроводников. Лекция 1
- Физика полупроводников. Лекция 1
- Глава I. Структура полупроводниковых кристаллов
- §1.2. 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. .
- §6. Связь между структурами прямой и обратной решеткой кристалла.
- §7. Построение зон Бриллюэна для каждой из некоторых типов кристаллических решеток.
- 7.2 Кубическая гранецентрированная решетка.
- 7.3. Гексагональная решетка.
- 7.4. Кристаллы графита.
- §8. Структура основных типов полупроводниковых кристаллов.
- §9. Неупорядоченные (некристаллические полупроводники).
- §10. Типы и структура жидких кристаллов.
- §11.Жидко кристаллические приборы для отображения информации.
Графит — это кристаллы углерода, имеющие гексагональную полиморфную модификацию. Полиморфизм — это свойство веществ иметь различные кристаллические модификации. Полиморфизм углерода заключается в двух кристаллических состояниях: кристаллы алмаза, имеющие кубическую структуру и кристаллы графита имеющие гексагональную структуру.
Графит широко используется в промышленности, потому что он обладает высокими жаропрочными свойствами (его температура плавления 38500 С), высокой химической устойчивостью. Графит проводит электрический ток, кроме того, он обладает малым коэффициентом трения, легко обрабатывается. Его используют для ослабления эрозийно — стойких покрытий сопел ракетных двигателей, для плавильных печей, для ослабления потоков нейтронов в атомных реакторах.
Кристаллы графита можно представить как систему последовательных шести угольников в вершинах которого располагаются атомы С. При этом расстояние между ближайшими соседними атомами в плоскости шести угольника (0001) значительно меньше чем расстояние между ближайшими атомами в дух соседних базисных плоскостях, поэтому силы химической связи между атомами в плоскости (0001) значительно больше чем силы меж плоскостной связи. Поэтому с хорошей точностью можно пренебречь силами меж плоскостной связи и рассматривать кристаллы графита как слоистое (двух мерное) образование.
На рисунке заштрихована базисная ячейка прямой решетки. Как видно на одну базисную ячейку приходится 2 атома (S = 2), т.е. кристаллы графита имеют сложную решетку. Введем ортогональную систему координат как показано на рисунке.
Найдем базис прямой решетки:
,
, 
Построим базис обратной решетки:
Найдем модули векторов 
.
, 
,
, 
.
 |
 |
||
Тогда базисной ячейкой будет являться ромб с углом 1200. Зона Бриллюэна правильный шести угольник.
.
