晶面与晶向夹角问题
(2020-03-09 11:43:09)分类: 薄膜材料 |
1,能不能同时得到生长的晶面和晶向信息,我意思是得到(h k i l)和(u v w t)
直接从XRD没法同时得到这两个信息,需要加入TEM,EBSD等测试
,2,ZnO六角结构中已知晶向指数【2-1-10】和晶面指数(10-1-1)
想知道两者之间的夹角是多少,有公式吗
用向量积: cos sita = (2,1,10)*(10,1,1) / |
(2,1,10)|*|(10,1,1)|
再取一个反三角函数,就可以求得两个矢量的夹角
,3,前几天有一贴给出了六方晶系晶面指数和晶向指数的关系,不知道是否就是楼主看到的。但是没有给出更一般的证明,是因为其中涉及正格矢和倒格矢的关系,有点麻烦。既然这次又问到四方晶系的情况,因此这里给出适用于所有晶系的公式,希望对需要的虫虫有点帮助。但是使用的人必须具有一定的晶体学知识,熟悉各个晶系倒易晶格的情况。
还是要从倒易矢量的性质开始。倒易矢量H=ha*+kb*+lc*的一个非常重要的性质是:H和晶面(hkl)垂直。即H就是晶面(hkl)的法线。这里a*,b*,c*是以a,b,c为点阵常数的正点阵的倒易点阵的点阵常数。
假设(hkl)的法线在以abc为基矢的正空间表达为 ua+vb+wc, 则有
ua+vb+wc=ha*+kb*+lc*
上式两边分别乘以a*,b*,c*,则有:
u
a*a*
b*a* c*a*
h
v= a*b*
b*b*
c*b*
k
w
a*c* b*c*
c*c*
l
这就是最一般的关系。根据不同晶系的情况,导出矩阵的值,可以从(hkl)求出(uvw)。
对于楼主的情况,TiO2为四方晶系,a*,b*,c*互相垂直,且a*=b*=1/a, c*=1/c
于是上述矩阵简化为
1/a^2 0
0
0 1/a^2
0
0 0
1/c^2
即[uvw] 为[h k
(a^2/c^2)*l]。
根据上述结论,
(100)的法线方向为[100],(110)的法线为[110]。这显然符合我们的预期,也容易验证是正确的。对于(111),
其法线为(1 1 a^2/c^2)。
1L还可以类似计算任意晶面的法线方向,
对于正交晶系的TiO2,上述矩阵为
1/a^2 0
0
0 1/b^2
0
0 0
1/c^2
因此有 [uvw]=[h/a^2, k/b^2, l/c^2]
(100)的法线方向为[100],
(010)的法线方向为[010],
(001)的法线方向为[001],
(110)的法线为[1/a^2, 1/b^2, 0]
(101)的法线为[1/a^2, 0, 1/c^2]
(011)的法线为[0 1/b^2
1/c^2 ]。
这显然符合我们的预期,也容易验证是正确的。
对于(111), 其法线为[h/a^2, k/b^2, l/c^2]。
1L还可以类似计算任意晶面的法线方向。
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