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探究3.2半导体材料的晶格结构

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:自然界物质的存在形式主要有固态、液态和气态,其中固态物质可以根据它们组成粒子空间位置排列的差别,即物质结构上的差别,分为晶体、准晶体和非晶体三大类。这种对称的、有规则的排列,称为晶体的点阵或晶体格子,简称为晶格。结晶学中,为反映晶体的对称性而选取的具有较大周期结构的原胞,称为晶胞。准晶体中组成粒子的排列也呈有序结构,只是不具有平移对称性。

探究3.2半导体材料的晶格结构

自然界物质的存在形式主要有固态、液态和气态,其中固态物质可以根据它们组成粒子空间位置排列的差别,即物质结构上的差别,分为晶体、准晶体和非晶体三大类。

晶体的结构特点是组成粒子在空间的排列具有周期性,表现为长程取向有序,又有平移对称性。这种对称的、有规则的排列,称为晶体的点阵或晶体格子,简称为晶格。结晶学中,为反映晶体的对称性而选取的具有较大周期结构的原胞,称为晶胞。晶胞沿三个不共面晶轴方向上的单位长度,称为晶格常数。将晶格周期地重复排列起来,就构成整个晶体。晶体又分为单晶体和多晶体。整块材料从头到尾都按同一规则做周期性排列的晶体,称为单晶体。整个晶体由多个同样成分、同样晶体结构的小晶体(即晶粒)组成的晶体,称为多晶体。在多晶体中,每个小晶体中的原子排列顺序的位向是不同的[5]

准晶体中组成粒子的排列也呈有序结构,只是不具有平移对称性。(www.xing528.com)

非晶体中组成粒子的排列没有一定的规则,原则上属于无序结构;然而,由于近邻原子之间的相互作用,使得在一两个原子间距离范围内在某些方面表现出一定的特征,因而可以看成具有短程有序、长程无序的特征,所以又称为无定形[6]

目前商用最为广泛的太阳电池材料是硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等,下面对这些材料的典型晶体结构进行介绍。

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