Language
Country/Area
No result found
Раскрытие кристаллической структуры: почему семейство гексагональных кристаллов настолько уникально?
В кристаллографии семейство гексагональных кристаллов является одним из шести семейств кристаллов, охватывающих две кристаллические системы (гексагональную и тригональную) и две системы решеток (гексагональную и ромбоэдрическую). Хотя тригональную кристаллическую систему часто путают, она не эквивалентна системе ромбоэдрической решетки, и это особенно важно для семейства гексагональных кристаллов. В этой статье мы рассмотрим уникальность семейства гексагональных кристаллов и узнаем о его решетчатых структурах, кристаллических системах и их применении в многоэлементных структурах.
Основная структура семейства гексагональных кристаллов
Семейство гексагональных кристаллов состоит из 12 точечных групп, и по крайней мере одна пространственная группа имеет в основе гексагональную решетку. Всего существует 52 ассоциированные пространственные группы, размеры которых определяются решеткой Браве как шестиугольные или ромбоэдрические. Эти структуры характеризуются своей симметрией, которая особенно четко выражена в кристаллических системах.
Семейство гексагональных кристаллов уникально не только по своей структуре, но также по своей симметрии и потенциалу для применения в материаловедении.
Введение в решетчатую систему
Семейство гексагональных кристаллов состоит из двух систем решеток: гексагональной и ромбоэдрической. Каждая решетчатая система состоит из решетки Браве. В гексагональной кристаллической системе кристалл обычно представляет собой кристалл с двумя равными осями (а и а) с углом включения (γ) 120° и высотой (в), перпендикулярной двум базальным осям. Такая структура делает гексагональную решетку более удобной для практического применения.
Шестиугольные и тригональные кристаллические системы
Две основные кристаллические системы семейства гексагональных кристаллов включают тригональную и гексагональную. Тригональная кристаллическая система содержит пять точечных групп с одной тройной осью вращения, а гексагональная кристаллическая система содержит семь точечных групп с одной шестикратной осью вращения. Например, пять точечных групп тригональной кристаллической системы соответствуют ее пространственной группе, а семь точечных групп гексагональной кристаллической системы имеют 27 пространственных групп, обозначаемых как системы гексагональной решетки.
Тригональная кристаллическая система — единственная, с которой связано несколько решетчатых систем, что подчеркивает ее сложность кристаллической структуры.
Гексагональная плотноупакованная структура
Гексагональная плотная упаковка (ГПУ) — один из двух типов атомной упаковки с наибольшей плотностью. Он отличается от гранецентрированной кубики (ГЦК) тем, что это не решетка Браве, а узел решетки, состоящий из двух атомов. Эта особенность открывает большой потенциал для применения в материаловедении, особенно в исследованиях металлов и сплавов.
Многоэлементная структура
Соединения на основе структуры семейства гексагональных кристаллов относительно распространены в материаловедении. Одним из примеров является структура вюрцита, которая представляет структуру B4 в кристаллографии и имеет различные применения, включая использование в полупроводниках. Структура вюрцита может проявлять нецентросимметричные характеристики, поэтому она обладает превосходными свойствами, такими как пьезоэлектричество и термоэлектричество.
Одной из поразительных особенностей структуры вюрцита является отсутствие инверсионной симметрии, что отличает ее свойства от других структур.
Заключение
Уникальность семейства гексагональных кристаллов отражается в его сложной структуре, изменчивой кристаллической системе и большом потенциале применения. Это семейство кристаллов открывает безграничные возможности как в фундаментальной науке, так и в приложениях. Как в будущем ученые будут использовать эти уникальные структуры для содействия технологическому прогрессу?
