目錄
第1章 晶體的性質(zhì) 1
1.1 晶體和非晶體 1
1.2 晶體的基本性質(zhì) 2
1.3 晶體的類型和結(jié)合力 5
習(xí)題及思考題 11
第2章 晶體的構(gòu)造理論 13
2.1 點(diǎn)陣和平移群 13
2.2 14種空間點(diǎn)陣形式 15
2.3 晶體結(jié)構(gòu) 18
2.3.1 晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu) 18
2.3.2 晶體結(jié)構(gòu)中的等同點(diǎn)系概念 22
2.3.3 晶胞的概念 22
2.3.4 理想晶體和實(shí)際晶體 23
2.4 晶體結(jié)構(gòu)的描述方法 23
2.4.1 球體密堆積原理 23
2.4.2 配位多面體 26
2.4.3 三種描述方法舉例 29
習(xí)題及思考題 29
實(shí)習(xí)A 認(rèn)識(shí)布拉菲格子 31
第3章 晶體的對(duì)稱性理論 32
3.1 對(duì)稱性概念、對(duì)稱動(dòng)作和對(duì)稱要素 32
3.1.1 基本概念 32
3.1.2 對(duì)稱要素和對(duì)稱動(dòng)作 32
3.1.3 對(duì)稱要素在點(diǎn)陣中的取向 38
3.1.4 晶體中對(duì)稱軸的軸次 39
3.1.5 5重旋轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)晶體 40
3.2 晶體的宏觀對(duì)稱性及32種點(diǎn)群 42
3.2.1 晶體宏觀對(duì)稱要素 42
3.2.2 宏觀對(duì)稱要素的組合及32種對(duì)稱類型 43
3.2.3 點(diǎn)群按特征對(duì)稱要素分類及點(diǎn)群的表示符號(hào) 46
3.3 晶體的微觀對(duì)稱性及230種空間群 48
習(xí)題及思考題 54
實(shí)驗(yàn)B 認(rèn)識(shí)典型的晶胞 54
第4章 晶體的晶向和晶面 55
4.1 原子坐標(biāo) 55
4.2 晶面及晶面指數(shù) 56
4.3 晶向及晶向指數(shù) 57
4.4 倒易點(diǎn)陣 59
4.4.1 倒易點(diǎn)陣幾何 59
4.4.2 倒易點(diǎn)陣的矢量分析 62
4.5 晶面間距及夾角、晶向夾角及晶帶 64
4.5.1 晶面間距 64
4.5.2 晶面及晶向夾角 67
4.5.3 晶帶 68
習(xí)題及思考題 70
實(shí)習(xí)C 認(rèn)識(shí)晶體的宏觀對(duì)稱性 71
第5章 半導(dǎo)體材料及電子材料晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及性質(zhì) 72
5.1 典型半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)類型 72
5.1.1 金剛石型結(jié)構(gòu) 72
5.1.2 閃鋅礦型結(jié)構(gòu) 74
5.1.3 纖鋅礦型和氯化鈉型結(jié)構(gòu) 76
5.2 半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 77
5.2.1 金剛石型和閃鋅礦型結(jié)構(gòu)的一些重要參數(shù) 78
5.2.2 解理面 81
5.2.3 腐蝕特性 82
5.2.4 晶體生長(zhǎng)性 85
5.3 電子材料中其他幾種典型晶體結(jié)構(gòu) 88
5.4 固溶體晶體結(jié)構(gòu) 92
5.4.1 替代式固溶體 92
5.4.2 間隙式固溶體 93
5.5 液晶的結(jié)構(gòu)及特征 94
5.5.1 近晶型結(jié)構(gòu) 94
5.5.2 向列型結(jié)構(gòu) 94
5.5.3 膽甾型結(jié)構(gòu) 95
5.6 納米晶體的結(jié)構(gòu)及特征 96
習(xí)題及思考題 97
實(shí)習(xí)D 認(rèn)識(shí)晶向和晶面 98
第6章 半導(dǎo)體中的點(diǎn)缺陷 100
6.1 點(diǎn)缺陷的基本概念 100
6.1.1 熱缺陷的種類 100
6.1.2 熱缺陷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 103
6.1.3 雜質(zhì)原子 105
6.1.4 鍺、硅晶體中的空位及組態(tài) 108
6.2 化合物半導(dǎo)體中的點(diǎn)缺陷 109
6.2.1 化合物點(diǎn)缺陷的種類 109
6.2.2 點(diǎn)缺陷的電離及對(duì)材料電化學(xué)性能的影響 111
6.2.3 點(diǎn)缺陷平衡濃度的計(jì)算 113
6.2.4 點(diǎn)缺陷與化學(xué)計(jì)量比偏離 116
6.2.5 外壓對(duì)點(diǎn)缺陷濃度的影響 117
6.3 點(diǎn)缺陷的締合 119
習(xí)題及思考題 122
第7章 半導(dǎo)體中的線缺陷 123
7.1 晶體滑移機(jī)構(gòu)及位錯(cuò)模型的提出 123
7.1.1 臨界切應(yīng)力概念 123
7.1.2 晶體滑移機(jī)構(gòu)及位錯(cuò)模型的建立 124
7.1.3 位錯(cuò)的基本類型 126
7.2 伯格斯矢量 129
7.2.1 伯格斯回路與伯格斯矢量 129
7.2.2 伯格斯矢量的守恒性 133
7.2.3 一種常見的確定伯格斯矢量的方法——Frank處理方法 134
7.2.4 伯格斯矢量的一種符號(hào)表示法 134
7.3 位錯(cuò)的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)及增殖機(jī)構(gòu) 136
7.3.1 機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力產(chǎn)生位錯(cuò)的分析 136
7.3.2 空位團(tuán)的崩塌產(chǎn)生位錯(cuò)及位錯(cuò)的攀移運(yùn)動(dòng) 140
7.3.3 位錯(cuò)增殖機(jī)制 141
7.4 位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變能 143
7.4.1 刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 143
7.4.2 螺型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 144
7.4.3 位錯(cuò)的應(yīng)變能 145
7.5 位錯(cuò)與其他缺陷間的相互作用 147
7.5.1 位錯(cuò)與雜質(zhì)原子的相互作用 147
7.5.2 位錯(cuò)與空位、間隙原子等點(diǎn)缺陷的相互作用 149
7.5.3 位錯(cuò)的交割與割階 150
7.5.4 位錯(cuò)間的彈性交互作用 151
7.6 鍺、硅單晶中的位錯(cuò) 155
7.6.1 金剛石型晶體的幾種典型位錯(cuò) 156
7.6.2 位錯(cuò)對(duì)半導(dǎo)體材料的影響 160
習(xí)題及思考題 162
第8章 半導(dǎo)體中的面缺陷 164
8.1 層錯(cuò) 164
8.1.1 堆垛層錯(cuò) 164
8.1.2 不全位錯(cuò) 165
8.1.3 擴(kuò)展位錯(cuò) 168
8.1.4 金剛石型結(jié)構(gòu)的堆垛層錯(cuò)以及不全位錯(cuò)的原子排布特點(diǎn) 170
8.2 晶界 171
8.2.1 小角度晶粒間界的位錯(cuò)模型 171
8.2.2 孿生晶界 173
8.2.3 鑲嵌組織、亞晶界 174
8.2.4 晶界能及雜質(zhì)吸附 175
8.3 相界 176
習(xí)題及思考題 178
第9章 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表征技術(shù) 179
9.1 晶體的極射赤面投影表示 179
9.2 晶體的定向方法 182
9.3 XRD光譜與晶體結(jié)構(gòu) 184
9.3.1 X射線的產(chǎn)生及性質(zhì) 184
9.3.2 X射線晶體衍射與布拉格方程 186
9.3.3 復(fù)雜晶體對(duì)X射線的衍射 188
9.3.4 單晶衍射技術(shù)——?jiǎng)诙蚍?191
9.3.5 X射線粉末衍射 193
9.3.6 X射線粉末衍射譜圖分析 194
9.4 透射電子顯微鏡 196
9.4.1 透射電子顯微鏡的工作原理 196
9.4.2 電子束在像平面成像 197
9.4.3 電子束在焦平面成像 198
習(xí)題及思考題 200
參考文獻(xiàn) 201
附錄A 常見礦石的名稱、分子式與所屬晶系 202
附錄B 常見單質(zhì)的所屬晶系 206
附錄C 常見半導(dǎo)體材料的XRD標(biāo)準(zhǔn)卡 207