晶體結構的重要性

為何須要學晶體結構 ----了解材料在微觀尺度下原子的排列

晶體是具有格子構造的固體,其內部質點(原子、離子或分子)都作規律排列

(2).以面心立方晶體(fcc)為例

1.晶體的週期性

 左下圖為一個單位晶胞(cell),在晶體材料中原子的排列是由這樣一個單位晶胞呈

週期性排列而產生的(如右下圖所示)

2.Lattice vector

 如右圖所示,將原本需要九個參數來定義晶體結構改成由六個參數即可

 如此可以讓我們對晶體結構的圖像更明白

3.cell constent

以上圖為例,8個頂角上的原子各在unit cell 中佔有1/8個原子權重,故總和為1顆原子;

而6個面心上每個原子佔了1/2個原子權重,故總和為3顆原子,習慣上我們會採用這樣的

原則來描述unit cell 中的原子總數

4.atomic position

由於週期性的特性,在晶體結構中原子的位置可以用一個平移向量r來表示

(3).晶體結構資料庫之使用

進入 國家高速電腦中心 ICSD 資料庫 可查到晶體結構參數

http://saturn.nchc.gov.tw:9091/dif/icsd/index.html

下圖則是ICSD查到的結果,可利用其中的資料來 建立晶體結構模型

 

晶體結構資料庫 (ICSD)

 

1. 首先開啟瀏覽器, 網址列輸入 http://www.nchc.gov.tw (國家高速網路計算中心)

2. 在首頁選擇語系(以中文為例)然後進入

3. 點選左方選單 設施建置維運 --> 軟體與資料庫

3. 連接到 國家高速電腦中心資料庫

4拉到最下端

5. 在科學軟體與資料庫中,選擇第七項。(這裡因為瀏覽器的問題,所以無法開啟。若是遇到這種情況,可以直接連結 http://saturn.nchc.gov.tw:9091 )

6. 在新跳出之視窗內, 點選上方的 "Datebases"

7. 拉動下拉式捲軸(紅色圈選), 將會看到 Inorganic Crystal Structure Database (ICSD), 點選進入

8. 在新出現的視窗中, 點選 normal screen 進入查詢選單

9. 則以後將可以依照您的需求(填入不同欄位)查詢所需要之晶體結構, 也可以按下 Help 將有詳細介紹

10. 舉個例子說明之: 現在欲收搜尋含有 Cs, Ge, Cl 三個元素的結構

11. 首先, 在 Elements 內輸入 Cs Ge Cl, 由於欲得的結構希望此三元素皆包含在內, 故在 Ele.Count 內輸入 3

(若只希望此結構有其中任兩個即可則輸入 2.......以此類推.) 輸入完畢 按下 "Go" 開始查詢

12. 之後可以在中間分隔視窗看到搜尋到了 5 個結構, 按下 List Entries 可以將其列在下方分隔視窗中

13. 想要知道這五種結構的預先比較,可以按住 Ctrl 點選想比較的結果,然後按下左下方之 "Details" ,便會先列出一張五種結構的比較表。

13. 假設欲觀看第一個結構(1965 Christensen-CsCeCl3[R3R]), 則點選它然後按下左下方之 "Details"

15. 隨後您將得到一詳細的晶體結構, 現在將可以根據此網頁在 Cerius2 上建立 model 了