Constante de celosía
Constante de red, o parámetro de red: las dimensiones de la celda cristalina elemental del cristal . En el caso general, una celda unitaria es un paralelepípedo con diferentes longitudes de borde, generalmente estas longitudes se denotan como a , b , c . Pero en algunos casos especiales de la estructura cristalina, las longitudes de estos bordes coinciden. Si, además, los bordes que emergen de un vértice son iguales y mutuamente perpendiculares , entonces tal estructura se llama cúbica . Una estructura con dos bordes iguales en un ángulo de 120 grados y un tercer borde perpendicular a ellos se llama hexagonal .
En general, se acepta que los parámetros de la celda unitaria se describen mediante 6 números: 3 longitudes de borde y 3 ángulos entre los bordes que pertenecen a un vértice del paralelepípedo.
Por ejemplo, la celda unitaria del diamante es cúbica y tiene un parámetro de red de 0,357 nm a una temperatura de 300 K.
En la literatura, por lo general no se dan los seis parámetros de la red, solo la longitud promedio de los bordes de la celda y el tipo de red.
La dimensión de los parámetros de red a , b , c en SI es la longitud. El valor, debido a su pequeñez, se suele dar en nanómetros o angstroms ( 1 Å = 0,1 nm ).
Los parámetros de la red se pueden determinar experimentalmente mediante análisis de difracción de rayos X (históricamente el primer método, desarrollado a principios del siglo XX) o, desde finales del siglo XX, mediante microscopía de fuerza atómica . El parámetro de red cristalina se puede utilizar como referencia natural para la longitud del rango de nanómetros. [1] [2]
Volumen de celda unitaria
El volumen de la celda unitaria se puede calcular conociendo sus parámetros (longitudes y ángulos del paralelepípedo). Si tres bordes adyacentes de una celda se representan como vectores, entonces el volumen de la celda V es igual (hasta un signo) al triple producto escalar de estos vectores (es decir , el producto escalar de uno de los vectores y el producto cruz de los otros dos). En general
Para redes monoclínicas α = γ = 90° , y la fórmula se simplifica a
Para redes ortorrómbicas, tetragonales y cúbicas, el ángulo β también es igual a 90°, por lo tanto [3]
Heteroestructuras de semiconductores en capas
La constancia de los parámetros de la red de materiales disímiles hace posible obtener capas, con un espesor de capa de algunos nanómetros, sándwiches de diferentes semiconductores. Este método proporciona una brecha de banda ancha en la capa interna de un semiconductor y se utiliza en la producción de LED de alto rendimiento y láseres semiconductores .
Coincidencia de parámetros de celosía
Los parámetros de red son importantes en el crecimiento epitaxial de capas delgadas de cristal único de otro material sobre la superficie de otro cristal único : el sustrato. Con una diferencia significativa en los parámetros de red de los materiales, es difícil obtener un crecimiento de la capa sin cristalinidad ni dislocaciones . Por ejemplo, en la tecnología de semiconductores para el crecimiento de capas epitaxiales de silicio monocristalino , el zafiro ( monocristal de óxido de aluminio ) se suele utilizar como heterosustrato , ya que ambos tienen constantes de red casi iguales, pero con un tipo diferente de singonía, el silicio tiene una forma cúbica . tipo diamante , y el zafiro tiene trigonal .
Por lo general, los parámetros de red del sustrato y la capa que se está cultivando se eligen para garantizar una tensión mínima en la capa de película.
Otra forma de hacer coincidir los parámetros de la red es el método de formar una capa de transición entre la película y el sustrato, en el que el parámetro de la red cambia suavemente (por ejemplo, a través de una capa de solución sólida con los átomos del material del sustrato que se reemplazan gradualmente por átomos del crecimiento de la película, de modo que el parámetro de la red de la capa de solución sólida cerca de la propia película coincida con este parámetro de la película).
Por ejemplo, una capa de fosfuro de indio y galio con una banda prohibida de 1,9 eV se puede cultivar en una oblea de arseniuro de galio utilizando el método de capa intermedia.
Véase también
Notas
- ↑ RV Lapshin. Calibración lateral automática de escáneres de microscopio de efecto túnel // Revisión de instrumentos científicos : diario. - EE.UU.: AIP, 1998. - Vol. 69 , núm. 9 _ - Pág. 3268-3276 . — ISSN 0034-6748 . -doi : 10.1063/ 1.1149091 .
- ↑ RV Lapshin. Calibración distribuida insensible a la deriva del escáner de la sonda del microscopio en el rango de nanómetros: modo real // Applied Surface Science: revista. — Países Bajos: Elsevier BV, 2019. — Vol. 470 . - P. 1122-1129 . — ISSN 0169-4332 . -doi : 10.1016/ j.apsusc.2018.10.149 .
- ↑ Departamento de Cristalografía y Estructura. Biol. CSIC. 4. Celosías directas y recíprocas (4 de junio de 2015). Consultado el 9 de junio de 2015. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2021.
 diccionarios y enciclopedias |
|---|