文档介绍：固体物理小论文
引言……………………………………………………………………………………2
晶体结构分析……………………………………………………………………、3
结合能计算………………………………………………………………………、、4
振动谱……………………………………………………………………………、、…7
能带结构……………………………………………………………………………、8
输运性质……………………………………………………………………………、8
参考文献…………………………………………………………………………、10
引言
在本学期学****了固体物理之后,我学会了分析晶体结构性质的一些通用的基本的方法。但当我想用这些方法分析一些晶体时,都发现很多的晶体结构都较为复杂,我们所学到的知识可能尚不足以处理这些晶体,因此我最终决定选择NaCl这种我们生活中最为常见的晶体,一就是因为NaCl晶体就是简立方式的结构(此处简立方不对钠离子与***离子作分辨),结构简单,适于练****二就是因为NaCl就是我们生活中最为常见的一种物质,分析其性质颇有一种用物理学的眼光审视生活的感觉
,三就是因为NaCl作为一种简单结构的晶体,历史上已有很多人研究过并研究的较为透彻,很容易找到相关的资料,容易将计算的结果与她们的结果进行比较,并分析原因。
晶体结构
X射线衍射就是研究晶体结构性质的有力手段,利用x射线衍射图谱可以很好的分析晶体的结构类型,而利用布拉维定律可以分析对应晶面的间距,我们就利用NaCl的衍射图样来分析NaCl晶体的结构:
(原计划想找到关于NaCl晶体X射线衍射的实验数据,计算得到NaCl晶格常数等数据,并与通用数据相比较,但就是由于各种原因,在网上找到的大部分资料都只有NaCl衍射图样,而没有给出具体的波长,没法进行计算。)仅能做简单分析:
确定晶体类型:
NaCl的衍射图样为:
由于fcc晶体有:Fhkl=(1+cosπ(h+k) +cosπ(h+l) +cosπ(l+k)),hkl 全奇全偶出现衍射峰,因此NaCl为面心立方结构晶体,另外还可以通过假设原胞结构,由此计算出衍射因子,并与实验结果相比较,直至拟合出相符合的结果,从而推断出NaCl原胞内部的结构,由于实验数据及能力的限制,这里不做推导,而按照相关资料所说的。NaCl原胞由一个Na离子与一个Cl离子构成,且Na离子,Cl离子交错形成简单立方式的结构。
2)确定晶格常数:由布拉维公式: 2dsinθ=nλ,由于包含参数n仅仅通过衍射角与波长λ,不足以得到准确晶面间距d,而就是包含正整数因子n,为得到准确晶格常数,我觉得可行的方法有以下两种:1、实验条件允许的情况下,连续的变化波长λ,增大λ,设当λ增大到λ2时再次出现衍射图案,从而有方程2dλ1sinθ-2dλ2sinθ=1,由此解得准确晶面间距d、
2、取两次不同的λ,则d=nλ12sinθ=kλ22sinθ,找到符合条件的(n,k)即可确定晶面间距。显然,此时λ1,λ2应互质。
在已知NaCl晶体的结构的情况下,可以根据NaCl的密度求得其晶格常数:
ρ=4MCl+4MNaa3, 取MNa=23gNA, MCl=35、5g