晶体结构5——倒格子 布里渊区

   www.gaoxiao88.net
让我们深入探讨晶体世界的奇妙结构——倒格子与布里渊区,它们如同晶体的隐形舞者,在科学的舞台上翩翩起舞。倒格子,这个神秘的名字,实际上是二维晶体世界中一个不可或缺的角色,它揭示了实空间周期性函数的傅立叶秘密,是晶体衍射理论的基石,如同一把解锁晶体奥秘的钥匙。倒格子并非独立存在,而是与原始晶格存在着一种奇妙的镜像关系,它们彼此的定义和性质紧密相连,通过初始向量的巧妙组合,或是矩阵运算,构建出这个维度超越的数学构架。

在二维晶体中,特别值得一提的是简单六角格子,它自成对偶,倒格子与其在倒易空间中的对称性令人叹为观止。倒格子的特性在于其本身的布拉维点阵性质,它能以正格子的形式映射回自身,这是一段数学上的美妙演绎,验证了布拉维点阵矢量闭合的神奇力量。而在这个倒易空间,或称为k空间中,布里渊区犹如璀璨的星座,它包含着那些特殊的k向量,如简立方、面心立方和体心立方的各自独特形状,这些区域是晶体衍射现象的舞台,为我们揭示了波粒世界的微妙平衡。

傅立叶变换,这个科学界的魔术师,将时空的连续性转化为频率的离散,它在晶体学中的应用犹如彩虹般绚丽。晶体中的傅立叶变换,如同一把转化器,将我们的坐标空间转化为波矢空间,将晶格转化为这个神秘的倒格子,它遵循着布拉菲点阵的规则,如同一场优雅的舞蹈。正格子与倒格子的对称性交织出晶体结构的美学,它们的关系揭示了晶体衍射图像背后的科学原理,彰显了布拉格父子理论的深远影响。

通过X射线衍射,科学家得以窥探固体结构的内在秘密,波矢空间(动量空间)在这里扮演着核心角色。电子衍射和中子衍射则进一步验证了物质的波粒二象性,波矢与动量的微妙联系,就像粒子在不同维度的双面表演。深入研读B. E. Warren的《X-ray diffraction》和黄昆、韩汝琦的《固体物理学》,你会发现,这些理论工具和经典著作,都是探索晶体世界迷宫的导航图。

晶体结构的倒格子与布里渊区,就像一场微观世界的交响乐,每一个音符都承载着物理规律的韵律,它们的和谐共舞,为我们揭示了宇宙的微观秩序。让我们沉浸在这奇妙的科学之旅中,继续探索晶体世界无尽的奥秘。

相关参考:

晶体结构5——倒格子 布里渊区
让我们深入探讨晶体世界的奇妙结构——倒格子与布里渊区,它们如同晶体的隐形舞者,在科学的舞台上翩翩起舞。倒格子,这个神秘的名字,实际上是二维晶体世界中一个不可或缺的角色,它揭示了实空间周期性函数的傅立叶秘密,是晶体衍射理论的基石,如同一把解锁晶体奥秘的钥匙。倒格子并非独立存在,而是与原...

布里渊区的物理意义
布里渊区的物理意义是:晶体电子状态用波矢k描述,一个k就表示一个状态;用kx、ky、kz构成一个k空间(属于倒格子),晶体电子的所有状态对应的全部k,都将均匀分布在倒格子的一个W-S原胞中,这个原胞就称为布里渊区。布里渊区简介:在能带论中,固体的各种电子态按照它们的波矢分类。在倒易格子中取...

布里渊区的概念
布里渊区(Brillouin zone) ,在数学和固体物理学中,第一布里渊区是动量空间中晶体倒易点阵的魏格纳-塞兹原胞(Wigner-Seitz cell)。固体的能带理论中,各种电子态按照它们的波矢分类。在波矢空间中取某一倒易阵点为原点,作所有倒易点阵矢量的垂直平分面,这些面波矢空间划分为一系列的区域:其中...

什么是倒格子?它的作用是什么?
布里渊区,这一概念正是基于倒格子构建的,它揭示了晶体中电子行为的特殊区域。深入研究固体物理,无论是金属的导电性,还是固体比热容,以及半导体和绝缘体的区分,都无法忽视倒格子和布里渊区的作用。它们提供了一个量子力学下的“倒空间”舞台,即动量空间或波矢空间,这些空间帮助我们理解电子在晶体中...

布里渊区图示
二维布里渊区——正方格子的布里渊区正方格子的基矢倒格子原胞基矢§3-4三维晶格的振动——晶格振动与晶体的热学性质第一布里渊区倒格子空间离原点最近的四个倒格点垂直平分线方程——第一布里渊区大小§3-4三维晶格的振动——晶格振动与晶体的热学性质第二布里渊区由4个倒格点个倒格点的垂直平分...

布里渊区1
正格子基矢——倒格子基矢第一布里渊区——边长的体心立方格子——第一布里渊区为原点和8个近邻格点连线的垂直平分面围成的正八面体,和沿立方轴的6个次近邻格点连线的垂直平分面割去八面体的六个角,形成的14面体面心立方格子——第一布里渊区——八个面是正六边形——六个面是正四边形 ...

如何定义一个晶体结构的第一布里渊区
晶体电子状态用波矢k描述,一个k就表示一个状态;用kx、ky、kz构成一个k空间(属于倒格子),晶体电子的所有状态对应的全部k,都将均匀分布在倒格子的一个W-S原胞中,这个原胞就称为布里渊区。参见“\/xmx028@126\/”中微电子物理的有关说明。

固体物理名词解释
弗仑克尔缺陷:是指晶体结构中格点粒子离开格点位置,成为间隙粒子,并在原格点处留下空位,这样的空位-间隙对就称为弗仑克尔缺陷。肖特基缺陷:由于晶体中格点粒子热运动到表面,在原来位置留下空位,所形成的缺陷。布里渊区:在倒易点阵中,取任意格点为原点,被倒格矢的垂直平分面(布拉格面)包围的...

倒格子是什么
倒格子就是和布拉发矢量(晶格矢量)共轭的另一组矢量基,具体形式任意固体物理书中都用,俗称动量空间,适合于用来描述声子电子的晶格动量。其中分割的第一个等效区是布里渊区,倒格子空间就是X 射线衍射生成的那个图像(书本上那个图像是2维德,其实图像是3维投影在二维上的)。 半导体物理看你怎么学...

布里渊区的简约布里渊区
简约布里渊区的形状因晶体结构而异;实际上可由晶格的倒格子的Wigner-Seitz原胞给出。金刚石结构的Si、Ge和闪锌矿结构的Ⅲ-Ⅴ族半导体等, 都具有面心立方Bravais格子, 因此都具有体心立方的倒格子, 从而也都具有相同形状的第一Brilouin区, 为截角八面体(即是由6个正方形和8个正六边形构成的14面...

相关评论

  • 强刷2248: 半导体常见的晶体结构 -
    19511759667: 决定半导体材料的基本物理特性,即原子或离子的长程有序的周期性排列.按空间点阵学说,晶体的内在结构可概括为一些相同点在空间有规则地作周期性的无限分布.点子的总体称为点阵,通过点阵的结点可作许多平行的直线组和平行的晶面...

  • 强刷2248: 证明体心立方的倒格子为面心立方,面心立方的倒格子为体心立方. - 上...
    19511759667: 晶体结构即晶体的微观结构,是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况.自然界存在的固态物质可分为晶体和非晶体两大类,固态的金属与合金大都是晶体.晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点...

  • 相关话题

    ap在线精英在线最新简短笑话,好笑的段子,搞笑句子,男女朋友校园冷笑话,搞笑歌词对白台词,夫妻搞笑对话,手机流行笑话,逗人笑的动物经典笑话,最新幽默搞笑图文,好笑的视频分享给朋友
    若有事情,请联系电邮
    © <搞笑吧