💎Кристалл құрылымы: алмастың кубтық торы, кремний, германий сияқты материалдарда кездеседі. Қасиеттері, кеңістік тобы 227, және минералдар туралы ақпарат.💎
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кристалдық құрылымның түрі
Type of crystal structure
Кристаллографияда алмаздық кубикалық кристалдық құрылым – кейбір материалдар қатаю кезінде қабылдайтын 8 атомнан тұратын қайталанатын үлгі. Алғашқы белгілі мысалы алмаз болса, 14-топтың басқа элементтері де осы құрылымды қабылдайды, соның ішінде α қалайы, жартылай өткізгіштер кремний және германий, сондай-ақ кез келген пропорцияда кремний-германий қорытпалары. Кристабалиттің жоғары температурадағы түрі сияқты ұқсас құрылымға ие кристалдар да бар, олардың бір түрі атомдары (мысалы, кристабалиттегі кремний) алмаздағы көміртек атомдарының орнында, ал екінші түрі атомдары (мысалы, оттегі) олардың арасында орналасқан (қараңыз: 227 кеңістік тобындағы минералдар санаты). Бұл құрылымды көбінесе алмаз тор деп атағанмен, математикада қолданылатын осы сөздің техникалық мағынасында ол тор емес.
In crystallography, the diamond cubic crystal structure is a repeating pattern of 8 atoms that certain materials may adopt as they solidify. While the first known example was diamond, other elements in group 14 also adopt this structure, including α tin, the semiconductors silicon and germanium, and silicon–germanium alloys in any proportion. There are also crystals, such as the high temperature form of cristobalite, which have a similar structure, with one kind of atom (such as silicon in cristobalite) at the positions of carbon atoms in diamond but with another kind of atom (such as oxygen) halfway between those (see :Category:Minerals in space group 227). Although often called the diamond lattice, this structure is not a lattice in the technical sense of this word used in mathematics.
Кристаллографиялық құрылысы
Алмастың кубикалық құрылымы Fdm кеңістіктік тобына (кеңістіктік топ 227) жатады, ол бет орталық кубикалық Брауэстің торымен сипатталады. Тор қайталану үлгісін көрсетеді; алмаздық кубикалық кристалдар үшін бұл тор әрбір бастапқы жасушадағы екі тетраэдрлік байланыстағы атомнан тұратын мотивпен "әшекейленген", олар әр өлшемде бірлік жасуша енінің жартысымен бөлінген. Алмаз торды бір-бірімен қиылысатын екі бет орталық кубикалық тордың жұбы ретінде қарастыруға болады, олардың әрқайсысы әр өлшемде бірлік жасуша енінің жартысымен бөлінген. Галлий арсениді, β кремний карбиді және индий антимониді сияқты көптеген қосымша жартылай өткізгіштер ұқсас мырыш-металл құрылымын қабылдайды, онда әрбір атомның басқа элементтен жақын көршілері болады. Мырыш-металлдің кеңістіктік тобы F3m, бірақ оның көптеген құрылымдық қасиеттері алмаз құрылымына өте ұқсас. Алмаздық кубикалық құрылымның атомдық қаптама коэффициенті (құрылымның төбелерінде орналасқан және бірін-біріне жанаспайтын, мүмкіндігінше үлкен шарлармен толтырылған кеңістіктің үлесі) бет орталық және дене орталық кубикалық торлар үшін қаптама коэффициенттеріне қарағанда айтарлықтай кішідірек (кем тығыздықты көрсетеді). Мырыш-металл құрылымдарының қаптама коэффициенттері олардың екі құрамдас атомының салыстырмалы өлшемдеріне байланысты 0,34-тен жоғары болады. Бірінші, екінші, үшінші, төртінші және бесінші жақын көрші арақашықтықтар кубикалық тор тұрақтысының бірліктерімен шамаланғанда тиісінше тең болады.
Diamond's cubic structure is in the Fdm space group (space group 227), which follows the face centered cubic Bravais lattice. The lattice describes the repeat pattern; for diamond cubic crystals this lattice is "decorated" with a motif of two tetrahedrally bonded atoms in each primitive cell, separated by of the width of the unit cell in each dimension. The diamond lattice can be viewed as a pair of intersecting face centered cubic lattices, with each separated by of the width of the unit cell in each dimension. Many compound semiconductors such as gallium arsenide, β silicon carbide, and indium antimonide adopt the analogous zincblende structure, where each atom has nearest neighbors of an unlike element. Zincblende's space group is F3m, but many of its structural properties are quite similar to the diamond structure. The atomic packing factor of the diamond cubic structure (the proportion of space that would be filled by spheres that are centered on the vertices of the structure and are as large as possible without overlapping) is significantly smaller (indicating a less dense structure) than the packing factors for the face centered and body centered cubic lattices. Zincblende structures have higher packing factors than 0.34 depending on the relative sizes of their two component atoms. The first , second , third , fourth , and fifth nearest neighbor distances in units of the cubic lattice constant are respectively.
Механикалық қасиеттері
Алмастың және бор нитриді сияқты басқа да материалдардың қысымға төзімділігі мен қаттылығы алмастың кубикалық құрылымымен байланысты (бор нитридінің құрылымы мырыш қоспасына ұқсас). Сол сияқты, алмаздық куб геометриясын қолданатын фермалық жүйелер жеке тіректердің тіреусіз ұзындығын ең аз деңгейге түсіру арқылы қысымға қарсы тұру қабілетін арттырады. Алмаздық кубтық геометрия құрылымдық беріктікті қамтамасыз ету үшін де қарастырылған, бірақ октет фермасы сияқты қаңқалық үшбұрыштардан құралған құрылымдар осы мақсатта тиімдірек болып табылған.
The compressive strength and hardness of diamond and various other materials, such as boron nitride, (which has the closely related zincblende structure) is attributed to the diamond cubic structure. Similarly, truss systems that follow the diamond cubic geometry have a high capacity to withstand compression, by minimizing the unbraced length of individual struts. The diamond cubic geometry has also been considered for the purpose of providing structural rigidity though structures composed of skeletal triangles, such as the octet truss, have been found to be more effective for this purpose.