Постоянная решётки
Постоя́нная решётки, или параметр решётки — размеры элементарной кристаллической ячейки
Принято считать что, параметры элементарной ячейки описываются 6 числами: 3 длинами рёбер и 3 углами между рёбрами, принадлежащими одной вершине параллелепипеда.
Например, элементарная ячейка
В литературе обычно не приводят все шесть параметров решётки, только среднюю длину рёбер ячейки и тип решётки.
Параметры решётки могут быть экспериментально определены методами
Объём элементарной ячейки
Объём элементарной ячейки можно вычислить, зная её параметры (длины и углы параллелепипеда). Если три смежных ребра ячейки представить в виде векторов, то объём ячейки V равен (с точностью до знака) тройному скалярному произведению этих векторов (то есть скалярному произведению одного из векторов на векторное произведение двух других). В общем случае
Для моноклинных решёток α = γ = 90°, и формула упрощается до
Для орторомбических, тетрагональных и кубических решёток угол β также равен 90°, поэтому[3]
Для тригональных (ромбоэдрических) решёток α = β = γ ≠ 90°, а также a = b = c, поэтому
Слоистые полупроводниковые гетероструктуры
Постоянство параметров решётки разнородных материалов позволяет получить слоистые, с толщиной слоёв в единицы нанометров сэндвичи разных полупроводников. Этот метод обеспечивает получение широкой запрещённой зоны во внутреннем слое полупроводника и используется при производстве высокоэффективных светодиодов и полупроводниковых лазеров.
Согласование параметров решётки
Параметры решётки важны при эпитаксиальном выращивании тонких монокристаллических слоёв другого материала на поверхности иного монокристалла — подложки. При значительной разнице параметров решётки материалов трудно получить монокристалличность и бездислокационность наращиваемого слоя. Например, в полупроводниковой технологии для выращивания эпитаксиальных слоёв монокристаллического кремния в качестве гетероподложки обычно используют сапфир (монокристалл оксида алюминия), так как оба имеют практически равные постоянные решётки, но с разным типом сингонии, у кремния — кубическая типа алмаза, у сапфира — тригональная.
Обыкновенно параметры решётки подложки и наращиваемого слоя выбирают так, чтобы обеспечить минимум напряжений в слое плёнки.
Другим способом согласования параметров решёток является метод формирования переходного слоя между плёнкой и подложкой, в котором параметр решётки изменяется плавно (например, через слой твёрдого раствора с постепенным замещением атомов вещества подложки атомами выращиваемой плёнки, так чтобы параметр решётки слоя твёрдого раствора у самой плёнки совпадал с этим параметром плёнки).
Например, слой
См. также
- Триклинная сингония
- Моноклинная сингония
- Ромбическая сингония
- Тетрагональная сингония
- Кубическая сингония
Примечания
- 9 мая 2023 года.
- 15 июня 2023 года.
- ↑ Dept. of Crystallography & Struc. Biol. CSIC. 4. Direct and reciprocal lattices (4 июня 2015). Дата обращения: 9 июня 2015. Архивировано 4 мая 2021 года.
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |