Language
Country/Area
No result found
Rahasia sel satuan terungkap: Mengapa sel satuan primitif merupakan unit terkecil dari struktur kristal?
Dalam geometri, biologi, mineralogi, dan fisika benda padat, sel satuan adalah satuan berulang yang dibentuk oleh vektor yang menggambarkan titik-titik pada kisi. Meskipun namanya sangat sugestif, sel satuan tidak selalu memiliki ukuran satuan, atau bahkan ukuran tertentu. Sebaliknya, sel satuan primitif bisa dibilang merupakan konsep yang paling dekat dengan vektor satuan, karena memiliki ukuran pasti untuk kisi tertentu dan merupakan satuan dasar yang darinya sel satuan yang lebih besar dibangun.
Karakteristik geometris sel satuan tidak hanya memengaruhi perencanaan struktur, tetapi juga memengaruhi sifat fisik kristal.
Konsep sel satuan sangat berguna untuk menggambarkan struktur kristal dalam dua dan tiga dimensi, meskipun dapat dipahami dalam semua dimensi. Kisi dapat dicirikan oleh geometri sel satuannya, bagian yang menghasilkan seluruh petak, biasanya jajaran genjang atau paralelepiped, yang hanya dihasilkan oleh translasi.
Ada dua kasus khusus sel satuan: sel primitif dan sel reguler. Sel satuan primitif berkorespondensi dengan satu titik kisi dan merupakan sel satuan terkecil yang mungkin. Dalam beberapa kasus, simetri penuh struktur kristal mungkin tidak muncul dari sel satuan primitif, dalam hal ini sel satuan konvensional dapat digunakan. Sel satuan reguler (yang mungkin atau mungkin bukan sel satuan primitif) adalah sel satuan dengan simetri kisi yang lengkap, dan mungkin berisi lebih dari satu titik kisi.
Definisi sel satuan primitif terkait erat dengan sumbu primitif (vektor), yang merupakan unit volume terkecil dari kisi.
Sel satuan primitif berisi tepat satu titik kisi, jadi untuk sel satuan normal, titik kisi yang termasuk dalam n unit diperlakukan dalam perhitungan seolah-olah setiap sel satuan berisi 1/n titik kisi. Kisi. Ini berarti bahwa dalam ruang tiga dimensi, jika sel satuan primitif memiliki titik kisi di semua delapan titik sudut, maka sel satuan primitif sebenarnya hanya berisi 1/8 dari setiap titik kisi. Metode perhitungan ini memungkinkan sel satuan primitif untuk secara akurat mewakili bentuk pengulangan dasar dari struktur kisi.
Untuk setiap kisi Bravais, ada sel satuan primitif lain, yang disebut sel Wiegand–Seitz. Titik kisi sel satuan Wiegand–Seitz terletak di pusat sel satuan dan biasanya bukan jajaran genjang atau paralelepiped. Sel satuan ini adalah partisi ruang tipe Voronoi, dan kisi resiprokal sel satuan Wiegand–Seitz dalam ruang momentum disebut zona Brillouin.
Dalam kristalografi, untuk setiap kisi tertentu, sel satuan konvensional dipilih berdasarkan kemudahan komputasi. Sel satuan reguler ini dapat memiliki situs kisi tambahan yang ditambahkan ke permukaan atau volume sel satuan, di mana jumlah situs tersebut dan volume sel satuan reguler adalah kelipatan bilangan bulat dari sel satuan asli (misalnya, 1, 2, 3, atau 4).
Untuk kisi dua dimensi apa pun, sel satuan biasanya berupa jajaran genjang, meskipun dalam beberapa kasus khusus sudut internalnya dapat berupa sudut siku-siku, sisi-sisinya dapat sama panjang, atau keduanya. Keempat dan kelima kisi Bravais dua dimensi dapat direpresentasikan menggunakan sel primitif konvensional, sedangkan kisi persegi panjang terkonsentrasi juga memiliki sel primitif yang mirip dengan belah ketupat. Untuk membedakannya berdasarkan simetri, mereka biasanya direpresentasikan menggunakan sel primitif yang berisi dua Representasi sel satuan konvensional dari titik kisi.
Untuk kisi tiga dimensi apa pun, sel satuan konvensional biasanya berupa paralelepiped, dan dalam kasus khusus mungkin memiliki sudut siku-siku, atau sisi dengan panjang yang sama, atau keduanya. Ada tujuh kisi Bravais tiga dimensi yang direpresentasikan menggunakan sel primitif reguler, dan tujuh lainnya (disebut kisi terkonsentrasi) juga direpresentasikan menggunakan sel primitif paralelepiped tetapi direpresentasikan menggunakan sel reguler karena hal ini memungkinkan Unit-unit ini dibedakan berdasarkan simetrinya dengan memiliki lebih dari satu titik kisi dalam sel satuan.
Pemahaman lama para ilmuwan tentang struktur kristal telah memungkinkan banyak kemajuan teknologi, jadi di masa depan, dapatkah kita menggunakan pengetahuan ini untuk mengungkap lebih banyak misteri alam?
