Crystal Structure

소개

기초재료 및 실험의 Crystal Structure로,
FCC, BCC, HCP, 다이아몬드 구조등...
실험 레폿입니다.

목차

실험 제목
실험 목적
실험 방법
이론적배경(Crystal Systems and Bravais Lattices, FCC, BCC, HCP, 다이아몬드구조, 원자충진율 APF)
실험 결과
고찰
결론
참고문헌

본문내용

실험 제목
- Crystal Structure

실험 목적
(1) Orbit Molecular Model을 이용하여 FCC, BCC, HCP의 Structure를 관찰한다.
(2) 각각의 구조에 APF (Atomic Packing Factor)를 구한다.

실험 방법
- Orbit Molecular Model을 사용하여 FCC, BCC, HCP의 Structure를 이론에 맞게 만든다.

이론적 배경
- Crystal Systems and Bravais Lattices
A. Crystal Systems
많은 종류의 가능한 결정구조는 단위정(단위격자)의 형태와 원자의 배열에 따라 편리하게 분류한다. 단위정 내의 원자 위치와 무관한 평행육면체의 적절한 단위정의 형태를 기초로 한다. 이를 위해 x, y, z의 좌표계를 단위정의 한 모서리를 중심으로 만들고, x, y, z축은 3개의 평행육면체의 각 변과 일치시킨다. 단위정의 기하학적 형태는 변의 길이 a, b와 c, 그리고 내축간의 각도 α, β, γ로 완벽하게 정의 될 수 있다. 이를 결정 구조의 격자 상수(Lattice Parameter)라고 한다.
이러한 방법은 a, b, c와 α, β, γ의 조합을 갖는 7개의 다른 가능한 결정의 바탕이 되며, 각각은 별개의 결정계(Crystal System)를 나타낸다.
입방계는 a = b = c와 α = β = γ = 90o의 입방계는 가장 높은 대칭 정도를 가지며, 가장 낮은 대칭 도는 a ≠ b ≠ c와 α ≠ β ≠ γ의 3사 결정계이다.
위 금속 결정 구조의 설명과 아래의 표 i 를 보면FCC와 BCC구조는 입방 결정계에 속하며, HCP는 육방 결정계에 속하는 것을 알 수 있고, 일반적으로 통용되는 육방 단위정을 실제로 4개의 평행육면체로 구성되어 있음을 알 수 있다.
B. Bravais Lattices
7개의 결정계 중 많은 결정계가 기본 단위격자의 변형된 형태를 가진다. A.J. Bravais는 14개의 표준 단위격자로 가능한 모든 격자를 나타낼 수 있음을 보였다. 이들 Bravais Lattice를 표 ii 에 나타내었다. 단위격자에는 4가지의 기본형태 단순(Simple), 체심(Body-Centered), 면심(Face-Centered), 저심(Base-Centered)이 있다.
입방정계(Cubic System)에는 3가지의 단순 입방정, 체심입방정, 면심 입방정이 있다. 사방정계(Orthorhombic System)에는 4가지 형태가 모두 있다. 정방정계(Tetragonal System)에는 단순과 체심의 2가지 형태만 있다. 면심 정방정은 4개의 체심 정방정으로 만들 수 있고 단사정계(Monoclinic System)는 단순과 저심 단위격자를 가지며, 삼방정계(Rhombohedral System), 육방정계(hexagonal System), 삼사정계(Triclinic System)는 단순한 형태의 단위격자 하나씩만 갖는다.

참고자료

· William D. Callister, Jr. (2004) 『Materials Science and Engineering』 Wiley
· Donald A. Neamen(2008) 『Semiconductor Physics and Devices』 McGraw-Hill
· William F. Smith / Javad Hashemi(2008) 『Foundations of Materials Science and Engineering』 McGraw-Hill