ページ3:

C和Si用1:1形成之化合物,SiC在固体之晶格,有二種多晶形
d-SiC 相當於纖鋅礦結構:Si作hcp排列,C
填入2個不相鄰之T-site eig[00]][38]
21
©[00 } ] © [00 } ] [ ] [ ] 41 T-site
|
3
338
SiC-bH一次要畫6個單胞才真正週期性重現 CL=6
120°
Si
STC-4H 一次畫4個單胞就可週期性重現,边之T-site有C
已發現SiC-4H是多晶形Sic中最有用之功率(kW)半導体
提供高溫,高電壓,100GHz 通訊傳播速率之毫米波通訊
乃因六方晶格中稜边方向都有T-site C
(4)
(2 (4)
電子遷移率
沿(C軸)使e一和聲子不易散射,故有特佳之
聲子導熱率
B-SiC相當於鑽石立方結構:可以取;作fec排列
C填入不相鄰之T-site(反過來亦可)也同之閃鋅礦結構
<Note> IB VIA ILA VA
共可形成24種二元化合物半導体
Hg
Zn
Cd s
Ha Se
onů
B
N
Al P
Eg = 1~4 eV $19
GaAs
Te
立方晶
閃鋅礦
In Sb
之多晶形類似
結構
六方晶
纖鋅礦

ページ4:

②C之另一種同素異形為六方晶系“石墨”,同一層(六角形)之C都是用
SP混成軌域和相鄰3個C形成3個丁鍵
每個C上都有1個2Pz軌域之一,利用側面重疊形成不鍵(束縛鬆)
只要有微小電壓施加,就容易沿平行石墨層漂移 0=2x1052m²⇒為導体
Oic = 2005'm+
⇒為半導体
石墨之單胞為簡單六方單胞
但有二個120°角隅無C佔據
∴個簡單立方單胞只擁有一個C原子
即1個格子點只擁有一個C原子
Orc = 2x105
墨之APF =
共價鍵長1.42A
上下層間距3.35A
2
4.
×号元10773
1.42Ax1.42Axsin60°×3.35月
底面積
Jot
x100%=21.8%<鑽石(34%)

ページ5:

③ 1985年Buckminister 利用雷射汽化石墨固体,快速冷凝出現
新的C之同素異形体,被稱為Buckminister fullerene,俗稱Bucky ball
化學式C60,XRD 顯示Bucky ball為fec,1個格子點擁有60個C
⇒ 1個fcc單胞擁有240個原子
20
正六边形
Bucky ball Coo原子排列為含有個
12
正五边形
但任二正五边形不會共用一边
C60 排列成外觀如同
C
足球一樣,故稱Bucky ball
半徑5月
10角隅C60和•面心C60 只有次鍵 vander waals force
和金属鍵一樣為較弱鍵
∴必須互相接觸,滿足za=4r=4(5A)→a=14.14A

ページ6:

整個bucky ball 為電的絕緣體
作foc 最密堆積的 Buckyball (Cao),1個Coo擁有個
常溫下Bucky ball為絶緣体∵個正五边形之C鍵角為108",
接近SP3之鍵角故難以導電。雖正六边形之C為和石墨相同SP之C,
但兀e只能在正六边形內傳導,到了正五边形就無法傳導
T-site,G=0.225(5A)
D-site, √6 = 0,414 (5Å)
THE WHEEL THE Coo è
T-site
D-site
填入可卡住之金属原子(M)
次鍵很弱
會選擇週期表左下側之金属原子(半徑才夠大)
填入M造成之品格扭曲
只是塑性变形
最常見為IA的KRb Cs
T-site
** 10571 1972 1-site
FIXM, HERBAL AD MBC e.g. K3 Coo, Rbz Coo, Cs, Coo
常溫下变成半導体(TL⇒來自金属導電度未定域ke一之5个)
而且發現降至某一臨界溫度以下,M3Go全变成超導体
M3 C60
出現超導之臨界溫度
K3C60
18K
Rb₂ Coo
29K
CsCoo
33K

ページ7:

*(高分子)聚合物晶体,有二種結晶模式
Vander waals force
1. fringed - micelle model
.C
Ć-ç
.C
'C'
微晶
micelle 排列差之末端边缘
只利用次鍵形成之高分子晶体,晶体凝聚能(或H)不可能太低
定溫定壓下G=H-TS即使在T=300K,不是很高溫時
因結晶造成的焓下降太少,寧可在末端排列較差使熵Sump上升
2. folded - chain model
同一條鏈內為C-C
類似
共價鍵,但鏈間為vander waals force
最常見之 HDPE
打断C-C之下鍵須3eV之能量
但聚合後生成√鍵會放出4ev
能量↓ 可以自然發生
Hi
几個
CC'
照光或加熱
H
H
自由基(不穩,會和周圍形成「鍵)
断兀鍵
幾乎是直鏈狀排列,結晶度可達95%以上,
但不可能是100%
H

ページ8:

HDPE 最常見用 folded - chain model 形成“簡單斜方”晶格
只有1個格子點,卻塞入12個原子
4個C
擁有
8個H
HOPE ELLER DE FEVERE
>
2.55A
4.94 Å
241 Å
19
4x1zamu+8x1amnx
6.02x1023
Ltheoritical
-8
2.55x10cmx741x10cm×494x100℃m
-8
-8
= 0.9966號(仍比水輕)

ページ9:

* Vander waals crystals
D14 (inert gas crystal): He, Ne. Ar. Kr. Xe
②分子晶体(molecule crystal):
,非極性分子晶体:H2.D2.N2,CO2,CHy⇒分子偶極矩(EM)=0
極性分子晶体:HCl, HBr,CD、NH3、H2D⇒分子偶極矩(EM)20
利用 London force 凝聚成之晶体
利用Debye force 凝聚成之晶体
利用Keesom force (次鍵中最強氫鍵)凝聚成之晶体
單原子分子氣体在低溫高壓下利用分散力形成之晶体
來自瞬時偶極矩-感應偶極矩之引力
分散力(dispersion force)偶極間引力
平均平衡鍵長
次鍵之位能井很淺,
r(相鄰之鈍氣原子間距)
且曲線二边很不對稱
OK
Y
r(陰陽離子氣體間距

ページ10:

鈍氣晶体
分| He
散 Ne
力 to Ar
越Kr
*
Xe
u=qxd
He X He
He晶体X-ray 繞射顯示為簡單大方晶格
但實際上体內必須有一個He原子作hcp排列
在TIK,P=24.7atm,已發現He可形成hcp晶体,CN=12
e.g.0.95K e.g. 25 atm
<cf>主鍵之半徑一般視為"共價半徑"
ro=2R,R為凡得瓦半徑
電子雲間斥力,若是鈍氣晶体,几約為12
No個鈍氣原子形成之鈍氣晶体引力能U=-
NoA
.6
+
No B
|
之
yn
100
離子晶体凝聚能
OK時之平衡鍵長

ページ11:

<ex> Calculate the Madelung's constant for an infinite chain of
alternative positive
and
negative
Tons
+-+-+-+-+-+-
<Ans> 題意相當於計算1度空間+=1之陽離子
and so on
Z==|
E-=12 陰離子
形成之無限長鏈
週期性重現之晶体,凝聚能u=-A8+8+Be
2
2
Ae Be²
+
几
ez ez
2
e
ez ľ
+-+-+-(
十-十一
:(-ř+
+
r
zr
3r
4r
...)x2
對指定之陽離子而言,左右都有庫侖能=-24(1-2+3+4+5)=
r
RP Madelung's constant A= 2 (1-1/2 + 1/1 - | | + |— —-—-11)
==
Ae
r
Taylor
必須利用 all+x)
X²++,當x=1代入
展開式
2+34 +5
In (1+1) = (1-1±±±²¯ 4+ ———...) = $2A=2&2