Upload
vonguyet
View
212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Le Cristal Parfait
‐
On considère les atomes comme des sphères
‐
Le liaisons entre atomes sont non‐dirigées, i.e. pas covalentes, pas de liaison hydrogène
‐
métallique
‐
van der waals
‐
ionique
‐
dans ce cas, les atomes ont tendance spontanément à
s'arranger selon des structures
ordonnées compactes
‐
Différents cas à considérer : monoatomique / polyatomique
33
• Non dense, empilement aléatoire
• Dense, empilement ordonné
Energy
r
typical neighborbond length
typical neighborbond energy
Energy
r
typical neighborbond length
typical neighborbond energy
6
‐
Johannes Keppler
: most
efficient packing
(0.74).
‐
démonstration récente par Thomas C. Hales Univ. Pittsburg
ABABAB... hexagonal compactABCABCABC .... Cubique faces centrées
A
BA
C
Empilements compacts monoatomiques
coordinance : 12
11
sites interstitiels CFC
8 tetrahedral sites/unit cell2 tetrahedral sites/close-packed atom
4 octahedral sites/unit cell1 octahedral site/close-packed atom
12
Solides Ioniques‐
anions + cations
‐
empilements compacts des anions (O, I, Se ...)
‐
cations répartis dans les sites interstitiels
Type de site occupé Empilement c.f.c. Empilement hexagonal compact
Tous les sites tétraédriques fluorine (CaF2 ) pas connu
Tous les sites octaédriques NaCl NiAs
tétra + octa Li3 Bi pas connu
1/2 des sites tétraédriques ZnS blende ZnS wurtzite(occupation des sites en alternance)
1/2 des sites octaédriques CdCl2 CdI2(une couche sur 2 selon 111)
1/3 des sites octaédriques AlCl3 BiI3(2/3 dans une couche sur 2)
13
CFC avec tous les sites octaédriques occupés
Réseau d'octaèdres NaCl6 :- Chaque arête est commune à 2 octaèdres- Chaque face est parallèle à une couche compact anionique
Space
group: Fm‐3m
Number: 225
Atomic
positions:
Na
at
(0, 0, 0)
Cl
at
(1/2, 1/2, 1/2)
Structure type NaCl
15
cfc
avec la moitié
des sites tétra occupés
anions et cations topologiquement
identiques
Space
group: F‐43m
Number: 216
Atomic
positions:
Zn
at
(0, 0, 0)
S
at
(1/4, 1/4, 1/4)
Structure Zinc Blende (ZnS) ‐
Sphalerite
Structure diamant
16
Motif: 2S at
(0,0,0) & (2/3,1/3,1/2); 2Zn at
(2/3,1/3,1/8) & (0,0,5/8)
2ZnS in unit cell
Hexagonal avec la motié
des sites tétra occupés (T+ ou T‐)
Structure Wurtzite
(ZnS)
17
Structure Anti‐Fluorite : Cation et Anion en positions inversées.
exemple : Na2O)
CFC avec tous les sites tétra occupés
Space
group: Fm‐3m
Number: 225
Atomic
positions:
Ca
at
(0, 0, 0)
F
at
(1/4, 1/4, 1/4)
Structure Fluorine (CaF2
)
20
Formula unit AB2 O4
Oxygen atoms form FCC
A2+ occupy tetrahedral holes
B3+ occupy octahedral holes
INVERSE SPINEL : Formula unit is B(AB)O4
Structure Spinelle (MgAl2
O4
)
23
http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php
American
Mineralogist
Crystal
Structure Database
http://www.crystallography.net/
28
sodaliteAl et Si coordinance 4Cl coordinance
Average
bond length
= 4.4008 Angstrom
Polyhedral
volume =267.9088 Angstrom^3
Distortion
index (bond length) = 0.02159
Effective coordination number
= 23.5801
Les zéolites
29
‐ Tamis moléculaires (déshydratant, pompage sous vide, séparation des gaz…)‐ échangeurs d’ions (agriculture, adoucisseur d’eau ‐
lessives)
‐ catalyse (propriétés acido‐basique)
32
J-H Choy et al. Adv. Mater. 15 (2003) 1911
I
2
004
002
Substrat Si sur lequel on a déposédes nano-particules de ZnO (4 nm)
qui servent de germes pour la croissance des nano-cristaux de ZnO
l ≤
10 µmd ≈
20 à 150 nm
33
Émission laser à partir des faces hexagonales supérieures
I
L’émission est maximale à 0°
UV
visibleForte photoluminescence à 385 nm
Cristaux prismatiques = cavité de Pérot-Fabry
34
Reversible Super-hydrophobicity to Super-hydrophilicity Transition of Aligned ZnO Nanorod Films
Xinjian Feng, Lin Feng, Meihua Jin, Jin Zhai, Lei Jiang,* and Daoben Zhu
JACS 126 (2004) 62
Dépôt à partir d’une solution de nitrate
angle de contact ≈
160° angle de contact ≈
0°
Le film hydrophobe devient super hydrophile par irradiation UV
= 365 nm - 2h
Super hydrophobe Super hydrophile
37
Fermi's golden rule
: transition depends
on the overlap
between
e and h wavefunctions
• AlGaN/GaN interface• GaN and AlN have ~2.5% lattice mismatch• Grown on polar c-axis• Spontaneous and induced piezoelectric fields are present
38
Non-polar LED structure
Diamond Mask
<0001>sap
<10-10>sap
<11-20>sap
a-plane sapphire
m-plane n GaN:Si
InGaN/GaN
P-GaN:Mg
<0001>GaN<11-20>GaN
<10-10>GaN
Cr/Au
Cr/Au ITO layer
MQW
41
Lattice: Hexagonal ‐
P
Motif: Cd at
(0,0,0); 2I at
(2/3,1/3,1/4) & (1/3,2/3,3/4)
1CdI2 in unit cellCoordination: Cd ‐
6 (Octahedral) : I ‐
3 (base pyramid)
Structure CdI2
hexagonal avec la moitié
des sites octa
occupés (une couche sur deux)