Каталог
  

Структурный тип алмаза


14. Тетраэдрические и октаэдрические пустоты.

Важнейшее значение в кристаллографии имеют пустоты в плотнейших упаковках. Различают два типа пустот: тетраэдрические и октаэдрические, которые называются по форме многогранников, вершины которых находятся в центрах окружающих их атомов. Тетраэдрическая пустота заключена между четырьмя атомами, октаэдрическая – между шестью.

В элементарной ГЦК решётке тетраэдрические пустоты расположены по две на каждой из пространственных диагоналей на расстоянии ¼ её длины от вершины. Всего их восемь. Октаэдрические пустоты расположены в центре куба и в середине каждого ребра. В последнем случае внутри элементарной ячейки оказывается ¼ - ая часть объёма от каждой такой пустоты. Следовательно каждой ячейке принадлежит 1 + 12 * ¼ = 4 октаэдрических пустоты.

Элементарная ячейка ГПУ может быть представлена в виде ромбической призмы. В центре первой треугольной призмы есть атом, а в центре другой нет. Атомы расположены во всех узлах, и один атом над центром одного из правильных треугольников на ½ высоты призмы. Число октаэдрических пустот равно 2. Они целиком лежат внутри элементарной ячейки.

15. Кристаллическая структура типа алмаз

Многие кристаллические структуры имеют сходное расположение частиц в пространстве и отличаются друг от друга только видом частиц и расстоянием между ними. Такие кристаллические структуры относятся к одному структурному типу, который обычно называется по одному из названий кристаллов.

Структура типа алмаз. Элементарные полупроводники Si и Ge, кристаллизуются в структуру типа алмаз. В этой структуре атомы углерода образуют плотнейшую упаковку ГЦК, в которой половина, то есть четыре из восьми, тетраэдрических пустот заняты атомами того же сорта. Структура типа алмаз может быть представлена так же, как две взаимно проникающие подрешётки типа ГЦК, смещённые относительно друг друга на ¼ длины пространственной диагонали.

1) 2ГЦК  ¼ [1 1 1] (взаимопроникающие решётки Бравэ)

2) ГЦКABCABC + 4 Т.П. (С) (в терминах плотнейших упаковок)

3) ГЦК + |[0 0 0]| |[¼ ¼ ¼ ]| (решёткой Бравэ и базисом)

4) … (графически)

16. Кристаллическая структура типа сфалерит

Многие кристаллические структуры имеют сходное расположение частиц в пространстве и отличаются друг от друга только видом частиц и расстоянием между ними. Такие кристаллические структуры относятся к одному структурному типу, который обычно называется по одному из названий кристаллов.

Структура типа сфалерит. Сульфид цинка (ZnS) является полупроводником типа А2В6 и существует в двух модификациях: кубической и гексагональной. Кубическая модификация называется сфалеритом и кристаллизуется в структуру, которая называется алмазоподобной. Элементарная ячейка образована ГЦК-ячейкой, которая образована более крупными атомами серы, в пустотах которой, аналогично структуре типа алмаз, помещаются более мелкие атомы цинка. Структура типа сфалерит характерна для таких полупроводниковых соединений, как GaAs, GaP и ряда соединений типа AIIBVI.

1) 2ГЦК  ¼ [1 1 1] (взаимопроникающие решётки Бравэ)

2) ГЦКABCABC + 4 Т.П. (Zn) (в терминах плотнейших упаковок)

3) ГЦК + |[0 0 0]|S |[¼ ¼ ¼ ]|Zn (решёткой Бравэ и базисом)

4) … (графически)

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 4

При легировании полупроводника примесью образуются как-твердые растворы замещения, так и твердые растворы внедрения: Электрическая активность примесей характеризуется в основном числом и распределением связей атома примеси с соседними атомами основного вещества. Известно, что в кристаллах со структурой типа алмаза ( германий, кремний, алмаз) акцепторами являются элементы третьей группы, атомы которых устанавливают связь только с тремя из четырех окружающих их атомов и генерируют, таким образом, дырку, а донорами - элементы пятой группы, у которых после установления связей со всеми четырьмя соседними атомами остается один свободный электрон, легко переводящийся в зону проводимости.  [46]

Наиболее распространенными полупроводниками являются германий и кремний. Оба полупроводника в твердом, кристаллическом состоянии обладают структурой типа алмаза. В структуре ( решетке) алмаза каждый атом окружен четырьмя соседями - атомами, соединенными с ним ковалентными связями и находящимися от него на одинаковых расстояниях. Атомы германия и кремния, являясь элементами TV группы, также обладают четырьмя валентными электронами, образующими ковалентную связь с четырьмя соседними атомами.  [47]

Наиболее распространенными полупроводниками являются германий и кремний. Оба полупроводника в твердом, кристаллическом состоянии обладают структурой типа алмаза. В структуре ( решетке) алмаза каждый атом окружен четырьмя соседями - атомами, соединенными с ним ковалентными связями и находящимися от него на одинаковых расстояниях. Атомы германия и кремния, являясь элементами IV группы, также обладают четырьмя валентными электронами, образующими ковалентную связь с четырьмя соседними атомами.  [48]

В рамках обычной зонной теории кристаллов производится учет эффекта спин-орбитального взаимодействия. Особое внимание уделяется зонам в примесных полупроводниках со структурой типа алмаза. Вычисляются значения фактора спектроскопического расщепления g для типичных электронных состояний в различных возможных случаях. Значения g получаются разными в зависимости от того, где находится уровень Ферми - вблизи или вдали от точки вырождения зоны. Время спин-решеточной релаксации вычисляется с учетом влияния спин-орбитального взаимодействия на волновые функции п получается достаточно хорошее согласие с экспериментальными данными для кремния и щелочных металлов.  [49]

Обычная jii - модификация ( белое олово), устойчивая выше 13 2 С - серебристо-белый металл, имеет тетрагональную структуру с октаэдрической координацией атомов. При охлаждении белое олово переходит в а-модификацию ( серое олово) со структурой типа алмаза ( плоти. Переход J3 - в а-модификацию сопровождается увеличением удельного объема ( на 25 6 %), и олово рассыпается в порошок.  [50]

Такие тетраэдры могут образоваться не только из одинаковых атомов. Так, у нитрида бора BN одна из модификаций ( боразон) имеет структуру типа алмаза, но в узлах кристаллической решетки чередуются атомы бора и азота. Тетраэдрическое окружение атомов бора и азота подразумевает образование одной из четырех связей по донорно-акцепторному механизму: атом бора предоставляет свободную орбиталь, атом азота - неподеленную пару электронов.  [51]

Ярким примером полиморфизма может служить олово, которое существует в двух модификациях, весьма различающихся по своим свойствам: 3-олово - обычное металлическое белое олово, устойчивое при температуре выше 13 С и а-олово - серое олово, устойчивое при температуре ниже 13 С. Белое олово ( объемноцентриро-ванная тетрагональная решетка) является типичным металлом. В сером же олове ( структура типа алмаза) - ковалентная связь; оно обладает полупроводниковыми свойствами. Переход из ( 3-фазы в а-фазу ( полиморфное превращение) сопровождается тепловым эффектом, увеличением удельного объема на 25 % и фактическим разрушением изделия, так как серое олово очень хрупкое и легко рассыпается в порошок.  [52]

Растворимость углерода в кремнии не превышает 1 4 % ( ат. Модификация З - SiC имеет структуру типа алмаза.  [53]

В компактном состоянии германий представляет собой хрупкое вещество серебристо-серого цвета с желтоватым отливом и металлическим блеском. При обычных условиях германий кристаллизуется в структуре типа алмаза и обладает ярко выраженными полупроводниковыми свойствами. Однако при высоких давлениях германий претерпевает полиморфные превращения, образуя сначала тетрагональную структуру i-олова, а затем и более плотно упакованную ОЦК-структуру. Это сопровождается увеличением координационного числа и появлением металлических свойств.  [54]

В компактном состоянии германий представляет собой хрупкое вещество серебристо-серого цвета с металлическим блеском. При обычных условиях германий кристаллизуется в структуре типа алмаза и обладает ярко выраженными полупроводниковыми свойствами. Однако при высоких давлениях германий претерпевает полиморфные превращения, образуя сначала тетрагональную структуру Д - олова, а затем более плотноупакованную ОЦК-структуру. Это сопровождается повышением координационного числа и появлением металлических свойств.  [55]

Физические и химические - свойств а. В компактном состоянии германий представляет собой хрупкое вещество серебристо-серого цвета с металлическим блеском. При обычных условиях германий кристаллизуется в структуре типа алмаза и обладает ярко выраженными полупроводниковыми свойствами. Однако при высоких давлениях германий претерпевает полиморфные превращения, образуя сначала тетрагональную структуру / Голова, а затем более плотноупакованную ОЦК-структуру. Это сопровождается повышением координационного числа и появлением металлических свойств.  [56]

Поскольку изменения вибрационной энтропии при образовании как вакансий, так и межузельных атомов всегда значительно меньше соответствующих энтальпий образования, то концентрация того или иного вида дефектов определяется в первую очередь величиной энтальпии образования. Расчеты показывают, что для плотно упакованных металлов концентрация атомов в междоузлиях на много порядков меньше концентрации вакансий. В случае же элементарных полупроводников со структурой типа алмаза объем междоузлий и их окружение мало отличаются от нормальных узлов и, следовательно, переход атома из узла в междоузлие не сопровождается появлением столь большой энергии деформации, как в плотно упакованных металлах. Поэтому концентрация межузельных атомов в кристаллах со структурой типа алмаза может быть того же порядка, что и концентрация вакансий. Однако не существует каких-либо данных о влиянии межузельных атомов на свойства кремния или германия, и можно считать, что концентрация атомов в междоузлиях достаточно совершенных кристаллов в общем случае незначительна. Необходимо обратить внимание на то, что между равновесными концентрациями вакансий и межузельных атомов в чистых элементарных кристаллах отсутствует какая бы то ни было связь. Это объясняется тем, что поверхность кристалла ( внешняя или внутренняя) всегда играет роль либо источника, либо стока вакансий. Между кристаллами с точечными дефектами Шоттки и кристаллами с дефектами Френкеля имеется принципиальное различие.  [57]

Например, для щелочных металлов радиус для координационного числа 12 получен путем умножения на 1 03 половины экспериментально найденного межатомного расстояния в объемно-центрированной кубической решетке с восьмерной координацией. Для некоторых элементов подгруппы 6, кристаллизующихся в структурах с очень низкой координацией ( например, германий и белое олово), этот вопрос является более сложным. Использование вышеприведенных соотношений трудно обосновать для таких больших изменений координационного числа, потому что связи в структурах типа алмаза, невидимому, значительно ближе к ковалентным, а не к чисто металлическим связям. Многие из этих элементов образуют сплавы с настоящими металлами, в которых оба элемента проявляют большие К01фдпнационные числа.  [58]

Осложняющим обстоятельством при анализе некоторых кристаллов и гетерогенных объектов может быть появление дополнительных рефлексов ( экстра рефлексов) вследствие двойной дифракции. В случаях г.ц.к. и о.ц.к. структур металлических кристаллов двойная дифракция от монокристальной области не приводит к появлению лишних рефлексов; происходит лишь перераспределение интенсивности дифрагированных лучей, нивелировка яркости и других особенностей точечных рефлексов и связанных с ними эффектов диффузного рассеяния. В последних случаях в результате двойной дифракции появляются рефлексы с запрещенными индексами, например, ( 200) для структуры типа алмаза.  [59]

Электронная конфигурация поверхности 111 может быть лучше представлена, если сделать разрез перпендикулярно направлению 111 между плоскостями АА и ВВ, рис. II.6, так, что разорвется только одна связь. Разрез между плоскостями АА и ВВ ( включающий разрез трех связей) требует большой затраты энергии. Важно знать, каким образом два электрона, принадлежащие каждой разорванной связи, будут распределяться между вновь создавшимися поверхностными атомами. В случае структуры типа алмаза на этот вопрос легко ответить: каждый атом должен нести один электрон на разорванную связь.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Структура типа алмаза обнаружена также у элементных кремния и германия и при низких температурах у модификации олова, называемой серым оловом. Однако свинец имеет кубическое строение, характерное для металлов.  [1]

Структуру типа алмаза ( рис. 7 6) имеют также кремний, германий и серое олово ( Sna), находящееся в IV группе. В соответствии с правилом 8 - N в структуре алмаза каждый атом имеет четырех соседей на равных расстояниях.  [2]

Для структуры типа алмаза или цинковой обманки значение б может быть принято равным половине постоянной решетки.  [4]

Для структур типа алмаза суммирование поперечной оптической и поперечной акустической однофононных ветвей дает чрезвычайно уплощенную комбинированную ветвь и, следовательно, высокую плотность состояний. Практически спектры кристаллов алмаза, кремния и германия обнаруживают характеристический пик на соответствующей частоте.  [5]

У кристаллов со структурой типа алмаза, таких как германий и кремний, обладающих высокой степенью симметрии, электропроводность при обычных условиях изотропна.  [7]

Кристаллическая структура MgCu2.  [8]

Основу ее формально составляет структура типа алмаза, сформированная атомами магния. Оставшиеся свободными октанты заняты тетраэдриче-скими комплексами Си4 таким образом, что центр тетраэдра совпадает с центром октанта. Такую структуру ( типа MgCu2) образуют многие фазы Лавеса. Помимо этого для них характерны еще два структурных типа: MgZn2 и MgNi2, не отличающиеся существенно от описанного. Во всех этих соединениях в кристалле существуют разнотипные связи А-В, А-А, В-В. Фазы Лавеса, являющиеся следующей ступенью на пути усложнения химической организации вещества, фактически выступают как первые представители собственно химических соединений. Несмотря на то что их образование также определяется размерным фактором, они уже отличаются от компонентов не только по свойствам, но и в структурном отношении. Как и для соединений Курнакова, для многих фаз Лавеса характерна сверхпроводимость.  [9]

Кристаллическая структура.  [10]

Основу ее формально составляет структура типа алмаза, сформированная атомами магния. Это гранецентрирован-ная кубическая решетка, в которой центры четырех из восьми октантов также заняты атомами магния. Оставшиеся свободными октанты заняты тетраэдриче-скими комплексами СЧц таким образом, что центр тетраэдра совпадает с центром октанта. Такую структуру ( типа MgCu2) образуют многие фазы Лавеса. Помимо этого для них характерны еще два структурных типа: MgZn2 и MgNi2, не отличающиеся существенно от описанного. Во всех этих соединениях в кристалле существуют разнотипные связи А-В, А-А, В-В. Фазы Лавеса, являющиеся следующей ступенью на пути усложнения химической организации вещества, фактически выступают как первые представители собственно химических соединений. Несмотря на то что их образование также определяется размерным фактором, они уже отличаются от компонентов не только по свойствам, но и в структурном отношении. Как и для соединений Курнакова, для многих фаз Лавеса характерна сверхпроводимость.  [11]

Кроме углерода, в структуре типа алмаза кристаллизуются Si, Ge и серое олово.  [12]

Кроме углерода, в структуре типа алмаза кристаллизуются Si, Ge и серое олово. Отметим, что во всех этих структурах тетра-эдрическое расположение атомов диктуется направлением валентных связей, хотя из-за этого в структуре возникают большие пустоты и вся решетка приобретает чрезвычайно рыхлый характер, в то время как характерное для ряда го-моатомных структур координационное число 12 должно было бы привести к образованию кубической или гексагональной плотнейшей упаковки с гораздо более эффективным использованием пространства.  [13]

Структура энергетических зон кристаллов полупроводника.  [14]

У полупроводниковых кристаллов со структурой типа алмаза, таких как германий и кремний, обладающих высокой степенью симметрии, проводимость при обычных условиях изотропна. Однако если по одной из кристаллографических осей германия или кремния приложено давление, то происходит анизотропное изменение его проводимости.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

Так, простые вещества - кремний, германий, сс-оло-во - являются электронными аналогами со структурой типа алмаза.  [31]

Молярный объем уменьшается в два раза, потому что ОЦК структура вдвое более компактна, чем структура типа алмаза.  [32]

Структура белого олова.  [33]

Белое олово устойчиво при температуре выше 18 С, при более низкой температуре превращается в серое олово со структурой типа алмаза.  [34]

Этот рисунок иллюстрирует соответствие вариантов группы II, сосредоточенных вокруг полюса ( 101) оо ( см. рис. 1.16), структуре типа алмаза.  [36]

Диаграмма состояния кремний-алюминий.  [37]

В германии и кремнии область вплавления имеет тенденцию ограничиваться кристаллографическими плоскостями ( 111), так как именно между этими плоскостями в структуре типа алмаза, которую имеют германий и кремний, силы сцепления минимальны.  [38]

В разряд тетраэдрических соединений бора попадает также и кубический нитрид бора, образующийся при очень высоких температурах и давлениях. Он имеет структуру типа алмаза ( см. с. Это соединение представляет большой интерес для практики благодаря своей исключительной твердости.  [39]

Углерод, германий, кремний и олово ( при низких температурах) тоже подчиняются правилу 8 - N. Они могут иметь структуру типа алмаза. Тогда каждый атом окружен четырьмя другими атомами, которые размещены симметрично в вершкиех правильного тетраэдра.  [40]

Модификация нитрида бора со структурой типа графита.  [41]

Излишне говорить, что нитрид бора со структурой типа графита обладает свойствами, подобными свойствам графита. Искусственно полученный BN со структурой типа алмаза даже тверже, чем сам алмаз. Таким образом, химик использует свои знания о природе химических связей для того, чтобы расширить свой кругозор, а иногда, чтобы усоверше нствовать Природу.  [42]

К этой группе полупроводников относятся: алмаз, графит, кремний, германий, серое олово ( a - Sn) и система твердых растворов германия и кремния. Все эти вещества кристаллизуются в структуры типа алмаза.  [43]

Многие молекулы и кристаллы, содержащие равное количество атомов бора и азота ( или фосфора), образуют структуры, подобные структурам соответствующих соединений элементов IV группы. Например, BN и ВР образуют структуры типа алмаза, упомянутый выше ВРО4 имеет структуру кристо-балита, а молекулы, напоминающие замещенные циклогексаны, в частности [ h3B - N ( СН3) 2 ] з, имеют, по аналогии с С6Н12, кон-формацию кресла.  [44]

Из полупроводниковых материалов наиболее полно изучены и широко применяют германий и кремний. В твердом кристаллическом состоянии они имеют структуру типа алмаза. Эти материалы обладают многими ценными свойствами. Для нужд полупроводниковой техники мировая потребность в них составляет сотни тонн в год.  [45]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru


Смотрите также