二维晶格倒易点阵的实验模拟EXPERIMENTAL SIMULATION OF TWO-DIMENSIONAL LATTICE RECIPROCAL LATTICE
刘会玲,牛海波,赵云芳,董伟丽,王月天,石鲸
摘要(Abstract):
倒易点阵是物理学中的一个重要概念,但是倒易点阵以及由此延伸出来的倒易空间的概念很难理解。本实验提供一种快速理解和掌握倒易点阵的方法和操作流程。利用金属微球模拟搭建不同对称性的二维晶体结构,改变金属微球的直径模拟二维晶体晶格常数的变化。采用傅里叶变换光路测量二维结构的倒易点阵,模拟倒易点阵与晶格对称性的关系,以及倒易点阵与晶格常数的关系。通过倒易点阵的测量,验证了倒易点阵阵点与晶面间距的数学关系,并对倒易点阵的阵点所代表晶面的晶面指数进行了标定。
关键词(KeyWords): 二维晶体结构;晶格常数;傅里叶变换光路;倒易点阵;晶面指数
基金项目(Foundation): 陕西省教育科学“十四五”规划2021年度课题(SGH21Y0425);; 西安交通大学城市学院第十一批教学改革研究项目(111005);西安交通大学城市学院第十一批教学改革研究项目(111006);西安交通大学城市学院第二批课程思政专项研究项目(KCSZ02036);西安交通大学城市学院第二批课程思政示范课程和教学团队项目(KCSZSF2306);; 西安交通大学城市学院2024年度校级科研项目(2024Q02);西安交通大学城市学院2024年度校级科研项目(2024Q03)
作者(Author): 刘会玲,牛海波,赵云芳,董伟丽,王月天,石鲸
参考文献(References):
- [1] 闫守胜.固体物理基础[M].北京:北京大学出版社.2011.YAN S S.Solid state physics[M].Beijing:Peking University Press,2011.(in Chinese)
- [2] 江向平,江惠民.倒易点阵的引入[J].景德镇陶瓷学院学报,1995,16(C1):39-44.JIANG X P,JIANG H M.Introduction of reciprocal lattice[J].Joumal of Ceramics,1995,16(C1):39-44.(in Chinese)
- [3] 基泰尔.固体物理导论[M].化学工业出版社,2005.Charles Kittel.Introduction to solid state physics[M].Chemical Industry Press,2005.(in Chinese)
- [4] 黄昆,韩汝琦.固体物理学[M].北京:高等教育出版社,2005.HUANG K,HAN R Q.Solid state physics[M].Beijing:Higher Education Press,2005.(in Chinese)
- [5] 陈惠芬,刘克家,陈锟.材料科学中倒易点阵的理解与来源和解释[J].科技信息,2011(18):518-519.CHEN H F,LIU K J,CHEN K.Understanding,sources,and explanations of reciprocal lattices in materials science[J].Science & Technology Information,2011(18):518-519.(in Chinese)
- [6] TILLEY R J D.Crystals and crystal structures[M].New York:John Wiley & Sons Inc.2006.
- [7] 申诚.二维晶体的一些晶体学问题研究[J].长沙电力学院学报(自然科学版),2004,19(3):87-90.SHEN C.Research on some crystallographic problems of two dimensional crystals[J].Journal of Changsha University of Electric Power (Natural Science),2004,19(3):87-90.(in Chinese)
- [8] 黄桂芹.二维材料的前沿进展在固体物理教学中的渗透[J].大学物理,2021,40(9):1-4.HUANG G Q.The penetration of cutting-edge advances in two-dimensional materials into solid-state physics teaching[J].College Physics,2021,40(9):1-4.(in Chinese)
- [9] 朱林伟,洪正平,国承山.二维阵列光场衍射自成像效应的倒格矢分析[J].光子学报,2008,37(5):977-982.ZHU L W,HONG Z P,GUO C S.Inverted lattice analysis of self imaging effect of two-dimensional array light field diffraction[J].ACTA PHOTONICA SINICA,2008,37(5):977-982.(in Chinese)
- [10] 王莉.正点阵与倒易点阵中的对应关系[J].唐山师范学院学报,2004,26(5):15-16.WANG L.The correspondence between regular and reciprocal lattices[J].Journal of Tangshan Teachers College,2004,26(5):15-16.(in Chinese)
- [11] 陈难先.倒易点阵与晶面指数的关系[J].大学物理,2011,30(2):50-52.CHEN N X.The relationship between reciprocal lattice and crystal facet index[J].College Physics,2011,30(2):50-52.(in Chinese)
- [12] 申诚.二维晶体的衍射及其倒易点阵的物理内容[J].长沙电力学院学报(自然科学版),2005,73-75,80.SHEN C.The diffraction of two-dimensional crystals and the physical content of their reciprocal lattice[J].Journal of Changsha University of Electric Power (Natural Science),2005:73-75,80.(in Chinese)
- [13] 黄冰心,强文江.X射线衍射和倒易点阵[J].大学物理,2023,42(4):4-12,33.HUANG B X,QIANG W J.X-ray diffraction and reciprocal lattice[J].College Physics,2023,42(4):4-12,33.(in Chinese)
- [14] 周玉.材料分析方法[M].北京:机械工业出版社,2011.ZHOU Y.Material analysis methods[M].Beijing:China Machine Press,2011.(in Chinese)
- [15] 刘智恩.材料科学基础[M].西安:西北工业大学出版社,2003.LIU Z E.Foundation of material science[M].Xi'an:Northwestern Polytechnic University Press,2003.(in Chinese)
- [16] 胡赓祥,蔡珣,戎咏华.材料科学基础[M].上海:上海交通大学出版社,2010.HU G X,CAI X,RONG Y H.Foundation of material science[M].Shanghai:Shanghai Jiao Tong University Press,2010.(in Chinese)