격자 상수
Lattice constant
격자 상수 또는 격자 파라미터는 결정 격자에서 단위 셀의 형상을 결정하는 물리적 치수 및 각도 중 하나입니다.3차원 격자는 일반적으로 정점에서 만나는 3개의 셀 가장자리의 길이 a, b 및 c와 이들 가장자리 사이의 각도α, β 및 θ의 6개의 격자 상수를 가진다.
결정 격자 매개변수 a, b 및 c는 길이의 치수를 가집니다.SI 단위는 미터이며, 전통적으로 앙스트롬(O)으로 지정됩니다. 앙스트롬은 0.1나노미터(nm) 또는 100피코미터(pm)입니다.일반적인 값은 몇 개의 앵스트롬에서 시작합니다.α, β 및 θ 각도는 보통 도 단위로 지정된다.
고체상태의 화학물질은 원자, 분자 또는 이온이 한정된 소수의 가능한 결정계(격자형) 중 하나에 따라 공간에 배치되는 결정을 형성할 수 있으며, 각 결정체에는 물질의 특징인 격자 파라미터 세트가 상당히 잘 정의되어 있다.이러한 파라미터는 일반적으로 온도, 압력(또는 일반적으로 [2]결정 내의 기계적 응력의 국소 상태), 전기장과 자기장 및 동위원소 구성에 [3]따라 달라집니다.격자는 보통 불순물, 결정 결함 및 결정 표면 근처에서 왜곡됩니다.설명서에 인용된 매개변수 값은 이러한 환경 변수를 지정해야 하며, 일반적으로 측정 오류의 영향을 받는 평균값입니다.
결정계에 따라 일부 또는 모든 길이가 같을 수 있으며 일부 각도는 고정값을 가질 수 있다.이러한 시스템에서는 6개의 파라미터 중 일부만 지정하면 됩니다.예를 들어 입방정계에서는 모든 길이가 동일하고 모든 각도가 90°이므로 a 길이만 지정하면 됩니다.이것은 300K에서 = 3.57Ω = 357pm인 다이아몬드의 경우이다.마찬가지로 육각형 시스템에서 a와 b 상수는 동일하고 각도는 60°, 90° 및 90°이므로 기하학이 a와 c 상수만으로 결정됩니다.
결정성 물질의 격자 매개변수는 X선 회절이나 원자력 현미경과 같은 기술을 사용하여 결정할 수 있다.나노미터 [4][5]범위의 자연 길이 표준으로 사용할 수 있습니다.다른 조성의 기판 위에 있는 결정층의 에피택셜 성장에서는 변형률 및 결정결함을 줄이기 위해 격자 파라미터가 일치해야 한다.
용량
단위 셀의 볼륨은 격자 상수 길이와 각도에서 계산할 수 있습니다.단위 셀 변이 벡터로 표현되면 부피는 벡터의 스칼라 삼중곱이 됩니다.볼륨은 문자 V로 표시됩니다.일반 단위 셀의 경우
α = 90°인 단사정형 격자의 경우,γ = 90°, 이것은 다음과 같이 단순화됩니다.
β = 90°인 직교, 사각형 및 입방체 격자의 경우[6],
격자 매칭
서로 다른 2개의 반도체 재료 간의 격자 구조의 매칭에 의해 결정 구조의 변화를 초래하지 않고 재료 내에 밴드 갭 변화 영역을 형성할 수 있다.이를 통해 첨단 발광 다이오드 및 다이오드 레이저를 구성할 수 있습니다.
예를 들어 비화갈륨, 비화알루미늄 및 비화알루미늄은 격자상수가 거의 동일하기 때문에 한쪽 층을 거의 임의로 두껍게 형성할 수 있다.
격자 등급 설정
일반적으로 이전 필름 또는 기판에서 성장한 다른 재료의 필름은 필름 응력을 최소화하기 위해 이전 층의 격자 상수와 일치하도록 선택됩니다.
또 다른 방법은 막성장 중 합금비의 제어변경에 의해 격자상수를 한 값에서 다른 값으로 등급화하는 것이다.그레이딩 레이어의 시작은 기본 격자와 일치하는 비율을 가지며, 레이어 성장 끝의 합금은 다음 레이어가 퇴적될 최종 격자와 일치합니다.
합금의 변화율은 에피택시 도구의 시간 비용에 대한 층 변형률, 즉 결함 밀도를 측정하여 결정해야 합니다.
예를 들어 밴드갭이 1.9eV 이상인 인듐 갈륨 인화층은 지수 등급의 비소화 갈륨 웨이퍼 상에서 성장시킬 수 있다.
격자 상수 목록
| 재료. | 격자 상수(O) | 결정 구조 | 레퍼런스 |
|---|---|---|---|
| C(다이아몬드) | 3.567 | 다이아몬드(FCC) | [7] |
| C(그래픽사이트) | a = 2.461 c = 6.708 | 육각형 | |
| 시 | 5.431020511 | 다이아몬드(FCC) | [8][9] |
| ge | 5.658 | 다이아몬드(FCC) | [8] |
| AlAs | 5.6605 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| AlP | 5.4510 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| 알스브 | 6.1355 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| GaP | 5.4505 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| GaAs | 5.653 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| GaaSB | 6.0959 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| 인피 | 5.869 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| InAs | 6.0583 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| InSb | 6.479 | 아연 블렌드(FCC) | [8] |
| MgO | 4.212 | 할로겐산염(FCC) | [10] |
| SiC | a = 3.086 c = 10.053 | 워자이트 | [8] |
| CdS | 5.8320 | 아연 블렌드(FCC) | [7] |
| CdSe | 6.050 | 아연 블렌드(FCC) | [7] |
| CDTe | 6.482 | 아연 블렌드(FCC) | [7] |
| ZnO | a = 3.25 c = 5.2 | Wurtzite (HCP) | [11] |
| ZnO | 4.580 | 할로겐산염(FCC) | [7] |
| ZnS | 5.420 | 아연 블렌드(FCC) | [7] |
| PBS | 5.9362 | 할로겐산염(FCC) | [7] |
| PBTe | 6.4620 | 할로겐산염(FCC) | [7] |
| BN | 3.6150 | 아연 블렌드(FCC) | [7] |
| BP | 4.5380 | 아연 블렌드(FCC) | [7] |
| CdS | a = 4.160 c = 6.756 | 워자이트 | [7] |
| ZnS | a = 3.82 c = 6.26 | 워자이트 | [7] |
| 에이엔 | a = 3.112 c = 4.982 | 워자이트 | [8] |
| GaN | a = 3.120 c = 5.120 | 워자이트 | [8] |
| 인엔 | a = 3.533 c = 5.693 | 워자이트 | [8] |
| LiF | 4.03 | 할라이트 | |
| LiCl | 5.14 | 할라이트 | |
| LiBr | 5.50 | 할라이트 | |
| LiI | 6.01 | 할라이트 | |
| NaF | 4.63 | 할라이트 | |
| NaCl | 5.64 | 할라이트 | |
| NaBr | 5.97 | 할라이트 | |
| 나이 | 6.47 | 할라이트 | |
| KF | 5.34 | 할라이트 | |
| KCl | 6.29 | 할라이트 | |
| KBr | 6.60 | 할라이트 | |
| KI | 7.07 | 할라이트 | |
| RbF | 5.65 | 할라이트 | |
| RbCl | 6.59 | 할라이트 | |
| RbBr | 6.89 | 할라이트 | |
| RbI | 7.35 | 할라이트 | |
| CsF | 6.02 | 할라이트 | |
| CsCl | 4.123 | 염화 세슘 | |
| CsI | 4.567 | 염화 세슘 | |
| 알 | 4.046 | FCC | [12] |
| Fe | 2.856 | BCC | [12] |
| 니 | 3.499 | FCC | [12] |
| CU | 3.597 | FCC | [12] |
| 모 | 3.142 | BCC | [12] |
| PD | 3.859 | FCC | [12] |
| 아그 | 4.079 | FCC | [12] |
| W | 3.155 | BCC | [12] |
| Pt | 3.912 | FCC | [12] |
| 오 | 4.065 | FCC | [12] |
| PB | 4.920 | FCC | [12] |
| V | 3.0399 | BCC | |
| Nb | 3.3008 | BCC | |
| 타 | 3.3058 | BCC | |
| TiN | 4.249 | 할라이트 | |
| ZrN | 4.577 | 할라이트 | |
| HFN | 4.392 | 할라이트 | |
| VN | 4.136 | 할라이트 | |
| CrN | 4.149 | 할라이트 | |
| NbN | 4.392 | 할라이트 | |
| TiC | 4.328 | 할라이트 | [13] |
| ZrC0.97 | 4.698 | 할라이트 | [13] |
| HfC0.99 | 4.640 | 할라이트 | [13] |
| VC0.97 | 4.166 | 할라이트 | [13] |
| 엔씨0.99 | 4.470 | 할라이트 | [13] |
| TaC0.99 | 4.456 | 할라이트 | [13] |
| Cr3C2 | a = 11.47 b = 5.545 c = 2.830 | 정형외과 | [13] |
| WC | a = 2.906 c = 2.837 | 육각형 | [13] |
| ScN | 4.52 | 할라이트 | [14] |
| LiNbO3 | a = 5.1483 c = 13.8631 | 육각형 | [15] |
| KTAO3 | 3.9885 | 큐빅 페로브스카이트 | [15] |
| BaTiO3 | a = 3.994 c = 4.034 | 사각형 페로브스카이트 | [15] |
| SrTiO3 | 3.98805 | 큐빅 페로브스카이트 | [15] |
| CaTiO3 | a = 5.381 b = 5.443 c = 7.645 | 오르토롬브산 페로브스카이트 | [15] |
| PbTiO3 | a = 3.904 c = 4.120 | 사각형 페로브스카이트 | [15] |
| EuTiO3 | 7.810 | 큐빅 페로브스카이트 | [15] |
| SrVO3 | 3.838 | 큐빅 페로브스카이트 | [15] |
| CaVO3 | 3.767 | 큐빅 페로브스카이트 | [15] |
| BaMnO3 | a = 5.673 c = 4.71 | 육각형 | [15] |
| CaMnO3 | a = 5.27 b = 5.275 c = 7.464 | 오르토롬브산 페로브스카이트 | [15] |
| 스루오3 | a = 5.53 b = 5.57 c = 7.85 | 오르토롬브산 페로브스카이트 | [15] |
| 야로3 | a = 5.120 b = 5.329 c = 7.37 | 오르토롬브산 페로브스카이트 | [15] |
레퍼런스
- ^ "Unit cell definition using parallelepiped with lengths a, b, c and angles between the sides given by α, β, γ". Archived from the original on 4 October 2008.
- ^ Francisco Colmenero(2019): "옥살산 이수화물의 음영역 압축률"재료 서신, 245권, 25-28쪽. doi:10.1016/j.matlet.2019.02.077
- ^ Roland Tellgren과 Ivar Olovsson(1971) : "수소 결합 연구.XXXXVI정상 및 중수소수소 옥살산나트륨 일수화물 NaHC2O4·H2O 및 NaDC2O4·D2O"의 결정 구조.화학물리학 저널 제54호, 제1호. doi:10.1063/1.1674582
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