晶体晶粒晶胞晶格.docx

1、晶体晶粒晶胞晶格晶体百科名片晶体即是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 展开概述晶体有三个特征(1)晶体有整齐规则的几何外形； (2)晶体有固定的，在熔化过程中，温度始终保持 晶体不变； (3)晶体有的特点。 物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分，而无定形固体不具有上述特点。 晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，具有长程有序，并成周期性重复排列。 是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。如玻璃。外形为无规则形状的固体。 晶体的共性合成铋单晶1、长程有序：晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。 2、均匀性：晶体内部各个部分的宏观

2、性质是相同的。 3、各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的。 4、对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 5、：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。 6、：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。 7、最小内能：成型晶体内能最小。 8、晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。 晶体组成组成晶体的结构微粒(、)在空间有规则地排列在一定的点上，这些有一定的几何形状，叫做晶格。排有结构粒子的那些点叫做晶格的结点。、食盐的晶体模型，实际上是它们的晶格模型。 晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。 固体可分为晶体、非晶体

3、和三大类。 具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质，是物质存在的一种基本形式。固态物质是否为晶体，一般可由予以鉴定。 晶体内部结构中的质点(原子、离子、分子)有规则地在呈周期性重复排列，组成一定形式的晶格，外形上表现为一定形状的几何多面体。组成某种几何多面体的平面称为，由于生长的条件不同，晶体在外形上可能有些歪斜，但同种间夹角(晶面角)是一定的，称为晶面角不变原理。 晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。晶体都有一定的对称性，有32种对称元素系，对应的对称动作群称做晶体系点群。按照内部质点间作用力性质不同，晶体可分为、等四大典型晶体，如食盐、金刚石、干冰和各种金属等。同

4、一晶体也有单晶和多晶(或)的区别。在实际中还存在混合型晶体。 说到晶体，还得从结晶谈起。大家知道，所有物质都是由原子或分子构成的。众所周知，物质有三种聚集形态：气体、液体和固体。但是，你知道根据其内部构造特点，固体又可分为几类吗？研究表明，固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。 几何形状晶体通常呈现规则的几何形状，就像有人特意加工出来的一样。其内部原子的排列十分规整严格，比士兵的方阵还要整齐得多。如果把晶体中任意一个原子沿某一方向平移一定距离，必能找到一个同样的原子。而玻璃、珍珠、沥青、塑料等非晶体，内部原子的排列则是杂乱无章的。准晶体是最近发现的一类新物质，其内部排列既不同于晶体，也不同于非

5、晶体。 究竟什么样的物质才能算作晶体呢？首先，除外，晶体一般是固体形态 。其次，组成物质的原子、分子或离子具有规律、周期性的排列，这样的物质就是晶体。 但仅从外观上，用肉眼很难区分晶体、非晶体与准晶体。那么，如何才能快速鉴定出它们呢？一种最常用的技术是X光技术。用X光对固体进行结构分析，你很快就会发现，晶体和非晶体、准晶体是截然不同的三类固体。 晶体结构为了描述晶体的结构，我们把构成晶体的原子当成一个点，再用假想的线段将这些代表原子的各点连接起来，就绘成了像图中所表示的格架式空间结构。这种用来描述原子在晶体中排列的几何空间格架，称为晶格。由于晶体中原子的排列是有规律的，可以从晶格中拿出一个完全

6、能够表达晶格结构的最小单元，这个最小单元就叫作。许多取向相同的晶胞组成，由取向不同的晶粒组成的物体，叫做，而内所有的晶胞取向完全一致，常见的单晶如、单晶石英。大家最常见到的一般是多晶体。 由于物质内部原子排列的明显差异，导致了晶体与非晶体物理的巨大差异。例如，晶体有固定的熔点，当温度高到某一温度便立即熔化；而玻璃及其它非晶体则没有固定的熔点，从软化到熔化是一个较大的温度范围。 我们吃的盐是的结晶，是的结晶，冬天窗户玻璃上的冰花和天上飘下的雪花，是水的结晶。我们可以这样说：“熠熠闪光的不一定是晶体，朴实无华、不能闪光的未必就不是晶体”。不是吗？每家厨房中常见的、碱是晶体，每个人身上的牙齿、骨骼是

7、晶体，工业中的矿物岩石是晶体，日常见到的各种金属及合金制品也属晶体，就连地上的泥土砂石都是晶体。我们身边的固体物质中，除了常被我们误以为是晶体的玻璃、松香、琥珀、珍珠等之外，几乎都是晶体。晶体离我们并不遥远，它就在我们的日常生活中。 组成晶体的结构粒子（分子、原子、离子）在三维空间有规则地排列在一定的点上，这些点周期性地构成有一定几何形状的无限格子，叫做晶格。按照晶体的现代点阵理论，构成的原子、分子或离子都能抽象为几何学上的点。这些没有大小、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形叫做点阵，以此表示晶体中结构粒子的排布规律。构成点阵的点叫做阵点，阵点代表的化学内容叫做。因此，晶格也可以看成点

8、阵上的点所构成的点群集合。对于一个确定的空间点阵，可以按选择的向量将它划分成很多平行六面体，每个平行六面体叫一个单位，并以对称性高、体积小、含点阵点少的单位为其正当格子。晶格就是由这些格子周期性地无限延伸而成的。空间正当格子只有7种形状（对应于7个晶系），14种型式它们是简单立方、体心立方、面心立方；简单三方；简单六方；简单四方、体心四方；简单正交、底心正交、体心正交、面心正交；简单单斜、底心单斜；简单三斜格子等。晶格的强度由晶格能（或称点）。 类别实例1 金 铁 铅 2正方晶系 锡 白钨石 3 硫 碘 4 5 硫酸铜 6三方（菱形）晶系 砷 冰 石墨 7 镁 锌 铍 镉 钙 简介晶体是原子、

9、离子或分子按照一定的周期性在排列形成在结晶过程中形成具有一定规则的几何外形的。晶体通常呈现规则的几何形状，就像有人特意加工出来的一样。其内部原子的排列十分规整严格，比士兵的方阵还要整齐得多。如果把晶体中任意一个原子沿某一方向平移一定距离，必能找到一个同样的原子。而玻璃、塑料等非晶体，内部原子的排列则是杂乱无章的。准晶体是最近发现的一类新物质，其内部排列既不同于晶体，也不同于非晶体。 晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。 具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质，是物质存在的一种基本形式。固态物质是否

10、为晶体，一般可由X射线衍射法予以鉴定。 晶体内部结构中的质点(原子、离子、分子)有规则地在三维空间呈重复排列，组成一定形式的，外形上表现为一定形状的几何多面体。组成某种几何多面体的平面称为晶面，由于生长的条件不同，晶体在外形上可能有些歪斜，但同种晶体晶面间夹角(晶面角)是一定的，称为晶面角不变原理。 晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。晶体都有一定的对称性，有32种对称元素系，对应的对称动作群称做晶体系点群。按照内部质点间作用力性质不同，晶体可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体等四大典型晶体，如、金刚石、和各种等。同一晶体也有单晶和多晶(或粉晶)的区别。在实际中还存在混合型

11、晶体。 说到晶体，还得从结晶谈起。大家知道，所有物质都是由原子或分子构成的。众所周知，物质有三种聚集形态：、和固体。研究表明，固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。 究竟什么样的物质才能算作晶体呢？首先，除液晶外，晶体一般是固体形态。其次，组成物质的原子、分子或离子具有规律、周期性的排列，这样的物质就是晶体。但仅从外观上，用肉眼很难区分晶体、非晶体与准晶体。那么，如何才能快速鉴定出它们呢？一种最常用的技术是X光技术。用对固体进行结构分析，你很快就会发现，晶体和非晶体、准晶体是截然不同的三类固体。 为了描述晶体的结构，把构成晶体的原子当成一个点，再用假想的线段将这些代表原子的各点连接起来，就绘成

12、了所表示的格架式空间结构。这种用来描述原子在晶体中排列的几何空间格架，称为晶格。由于晶体中原子的排列是有规律的，可以从晶格中拿出一个完全能够表达晶格结构的最小单元，这个最小单元就叫作晶胞。许多取向相同的晶胞组成晶粒，由取向不同的晶粒组成的物体，叫做多晶体，而单晶体内所有的晶胞取向完全一致，常见的单晶如单晶硅、单晶石英。大家最常见到的一般是多晶体。 由于物质内部原子排列的明显差异，导致了晶体与非晶体物理化学性质的巨大差异。例如，晶体有固定的熔点，当温度高到某一温度便立即熔化；而玻璃及其它非晶体则没有固定的熔点，从软化到熔化是一个较大的温度范围。 吃的盐是氯化钠的结晶，味精是谷氨酸钠的结晶，冬天窗

13、户玻璃上的冰花和天上飘下的，是水的结晶。可以这样说：“熠熠闪光的不一定是晶体，朴实无华、不能闪光的未必就不是晶体”。厨房中常见的砂糖、碱是晶体，每个人身上的牙齿、是晶体，工业中的矿物岩石是晶体，日常见到的各种金属及合金制品也属晶体，就连地上的泥土砂石都是晶体。我们身边的固体物质中，除了常被我们误以为是晶体的玻璃、珍珠等之外，几乎都是非晶体。晶体离我们并不遥远，它就在日常生活中。 组成晶体的结构粒子（分子、原子、离子）在三维空间有规则地排列在一定的点上，这些点周期性地构成有一定几何形状的无限格子，叫做晶格。按照晶体的现代点阵理论，构成晶体结构的原子、分子或离子都能抽象为几何学上的点。这些没有大小

14、、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形叫做，以此表示晶体中结构粒子的排布规律。构成点阵的点叫做阵点，阵点代表的化学内容叫做结构基元。因此，晶格也可以看成点阵上的点所构成的点群集合。对于一个确定的空间点阵，可以按选择的向量将它划分成很多平行六面体，每个平行六面体叫一个单位，并以对称性高、体积小、含点阵点少的单位为其正当格子。晶格就是由这些格子周期性地无限延伸而成的。空间正当格子只有7种形状（对应于7个晶系），14种型式。它们是简单立方、体心立方、面心立方；简单三方；简单六方；简单四方、体心四方；简单正交、底心正交、体心正交、面心正交；简单单斜、底心单斜；简单三斜格子等。晶格的强度由晶格能（

15、或称点）。 晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。 晶体的基本性质1、自限性：晶体具有自发形成几何多面体形态的性质，这种性质成为自限性。 2、均一性和：因为晶体是具有格子构造的固体，同一晶体的各个部分质点分布是相同的，所以同一晶体的各个部分的性质是相同的，此即晶体的均一性；同一晶体格子中，在不同的方向上质点的排列一般是不相同的，晶体的性质也随方向的不同而有所差异，此即晶体的异向性。 3、最小内能与稳定性：晶体与同种物质的非晶体、液体、气体比较，具有最小内能。晶体是具有格子构造的固体，其内部质点作规律排列。这种规律排列的质

16、点是质点间的引力与斥力达到平衡，使晶体的各个部分处于位能最低的结果。 结晶 结晶分两种，一种是，另一种是。 降温结晶：首先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。 蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。 常见的晶体有萘，海波，冰，各种金属。 晶体共性1、长程有序：晶体内部原子在至少在级范围内的规则排列。 2、均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 3、各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的性质。 4、对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 5、自限

17、性：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。 6、解理性：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。 7、最小内能：成型晶体内能最小。 8、晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。 组成晶体的结构微粒(分子、原子、离子)在空间有规则地排列在一定的点上，这些点群有一定的几何形状，叫做晶格。排有结构粒子的那些点叫做晶格的结点。金刚石、石墨、食盐的晶体模型，实际上是它们的晶格模型。 晶体种类晶体的一些性质取决于将分子联结成固体的结合力。这些力通常涉及原子或分子的最外层的电子（或称价电子）的相互作用。如果结合力强，晶体有较高的熔点。如果它们稍弱一些，晶体将有较低的熔点，也可能较易弯曲和

18、变形。如果它们很弱，晶体只能在很低温度下形成，此时分子可利用的能量不多。 有四种主要的晶体键。离子晶体由和构成，靠不同电荷之间的引力结合在一起。氯化钠是离子晶体的一例。共价晶体的原子或分子共享它们的价电子。钻石、和是重要的共价晶体。金属的原子变为离子，被自由的价电子所包围，它们能够容易地从一个原子运动到另一个原子。当这些电子全在同一方向运动时，它们的运动称为电流。分子晶体的分子完全不分享它们的电子。它们的结合是由于从分子的一端到另一端电场有微小的变动。因为这个结合力很弱，这些晶体在很低的温度下就熔化。典型的分子结晶如固态氧和冰。 在离子，晶体中，电子从一个原子转移到另一个原子。共价晶体的原子分

19、享它们的价电子。金属原子的一端有少量的，另一端有少量的。一个弱的电使分子就位。 用来制作工业用的晶体的技术之一，是从熔液中生长。籽晶可用来促进单晶体的形成。在这个工序里，籽晶降落到装有熔融物质的容器中。籽晶周围的熔液冷却，它的分子就依附在籽晶上。这些新的晶体分子承接籽晶的取向，形成了一个大的单晶体。蓝宝石和红宝石的基本成分是氧化铝，它的熔点高，制成一个盛装它的熔液的容器是困难的。人工合成蓝宝石和红宝石是用维尔纳叶法（焰熔法）制成，即将氧化铝粉和少量上色用的、或铬粉，通过火焰下滴到籽晶上。火焰将粉熔解，然后在籽晶上重新结晶。 生长人造钻石需要高于1600的温度和60000倍大气压。人造钻石砂粒小

20、且黑，它们适宜工业应用。区域熔化过程用来纯化半导体工业中的硅晶体。一个单晶体垂直悬挂在硅棒的顶端上。在两者接触处加热，棒的顶端熔化，并在单晶体上重结晶，然后将加热处慢慢地沿棒下移。 晶体对称性晶体的对称表现在晶体中相等的晶面，和角顶有规律的重复出现。这是由于它具有规律的格子构造。是其在三维空间周期性重复的体现。既晶体的对称性不仅表现在外部形态上，而且其内部构造也同样也是对称的。 镓, 一种很容易结成大块单晶的金属在晶体的外形以及其他宏观表现中还反映了晶体结构的对称性。晶体的理想外形或其结构都是对称图象。这类图象都能经过不改变其中任何两点间距离的操作後复原。这样的操作称为,平移、旋转、反映和倒反

21、都是对称操作。能使一个图象复原的全部不等同操作，形成一个对称操作群。 在晶体结构中空间点阵所代表的是与平移有关的对称性，此外，还可以含有与旋转、反映和倒反有关并能在宏观上反映出来的对称性，称为宏观对称性，它在晶体结构中必须与空间点阵共存，并互相制约。制约的结果有二: 晶体结构中只能存在1、2、3、4和6次， 空间点阵只能有 14种形式。n次对称轴的基本旋转操作为旋转360/n，因此，晶体能在外形和宏观中反映出来的轴对称性也只限于这些轴次。 由于原子并不处于静止状态，存在着外来原子引起的点阵畸变以及一定的缺陷，基本结构虽然仍符合上述规则性，但绝不是如设想的那样完整无缺，存在数目不同的各种形式的。

22、另外还必须指出，绝大多数工业用的金属材料不是只由一个巨大的单晶所构成,而是由大量小块晶体组成,即多晶体。在整块材料内部，每个小晶体（或称晶粒）整个由三维空间界面与它的近邻隔开。这种界面称晶粒间界，简称。晶界厚度约为两三个原子。 预制大多数天然晶体都是一个原子接一个原子或一个分子接一个分子来完成的但是JillianBanfield和同事们发现了一些晶体，它们是由含有成百上千个原子的“预制”纳米晶体装配而成。据一篇相关的研究评述，这种晶体的块生长方式可能会对制造用于光学和电子设备(比如激光或硬盘)的人工材料有用。水铁石（ferrihydrite）的天然的预制晶体是由细菌合成的，在被水淹了的矿的烂泥

23、里能找到，水铁石靠排列的纳米晶体连接起来而生长。这种生长晶体的方式引入特有的缺陷，可能会影响晶体在以后反应中的性质。 晶体缺陷在二十世纪初叶，人们为了探讨物质的变化和性质产生的原因，纷纷从微观角度来研究晶体内部结构，特别是X射线衍射的出现，揭示出晶体内部质点排列的规律性，认为内部质点在三维空间呈有序的无限周期重复性排列，即所谓学说。 前面讲到的都是理想的晶体结构，实际上这种理想的晶体结构在真实的晶体中是不存在的，事实上，无论是自然界中存在的天然晶体，还是在实验室（或工厂中）培养的人工晶体或是陶瓷和其它硅酸盐制品中的，都总是或多或少存在某些缺陷，因为：首先晶体在生长过程中，总是不可避免地受到外界

24、环境中各种复杂因素不同程度影响，不可能按理想发育，即质点排列不严格服从规律，可能存在空位、间隙离子、位错、镶嵌结构等缺陷，外形可能不规则。另外，晶体形成后，还会受到外界各种因素作用如温度、溶解、挤压、扭曲等等。 晶体缺陷：各种偏离晶体结构中质点周期重复排列的因素，严格说，造成结构周期势场畸变的一切因素。 如晶体中进入了一些杂质。这些杂质也会占据一定的位置，这样破坏了原质点排列的周期性，在二十世纪中期，发现晶体中缺陷的存在，它严重影响晶体性质，有些是决定性的，如半导体质，几乎完全是由外来杂质原子和缺陷存在决定的，许多离子晶体的颜色、发光等。另外，固体的强度，陶瓷、耐火材料的烧结和固相反应等等均与

25、缺陷有关，晶体缺陷是近三、四年国内外科学研究十分注意的一个内容。 根据缺陷的作用范围把真实晶体缺陷分四类： ：在三维尺寸均很小，只在某些位置发生，只影响邻近几个原子。 ：在二维尺寸小，在另一维尺寸大，可被电镜观察到。 ：在一维尺寸小，在另二维尺寸大，可被光学显微镜观察到。 体缺陷：在三维尺寸较大，如镶嵌块，沉淀相，空洞，气泡等。 几点缺陷按形成的原因不同分三类： 1 （晶格位置缺陷） 在晶体点阵的正常格点位出现空位，不该有质点的位置出现了质点（间隙质点）。 2 组成缺陷 外来质点（杂质）取代正常质点位置或进入正常结点的间隙位置。 3 电荷缺陷 晶体中某些质点个别电子处于激发状态，有的离开原来质

26、点，形成自由电子，在原来电子轨道上留下了电子。 1. 缺陷符号及缺陷反应方程式 缺陷符号 以二元化合物MX为例 1） 晶格空位：正常结点位没有质点，VM，VX 2） 间隙离子：除正常结点位置外的位置出现了质点，Mi ，Xx 3） 错位离子：M排列在X位置，或X排列在M位置上，若处在正常结点位置上，则MM，XX 4） 取代离子：外来杂质L进入晶体中，若取代M，则LM，若取代X，则LX，若占据间隙位，则Li。 5） 自由电子 e（代表存在一个负电荷），表示有效电荷。 6） 电子空穴 h?(代表存在一个正电荷)，?表示有效正电荷 如： 从中取走一个Na+，留下一个空位 造成电价不平衡，多出负一价 。

27、相当于取走Na原子加一个负有效负电荷，e失去自由电子，剩下位置为电子空穴h? 7） 复合缺陷 同时出现正负离子空位时，形成复合缺陷，双空位。 VM+VX（VM- VX） 缺陷反应方程式 必须遵守三个原则 1） 位置平衡反应前后位置数不变（相对物质位置而言） 2） 质点平衡反应前后质量不变（相对加入物质而言） 3） 电价平衡反应前后呈电中性 例：将CaCl2引入KCl中： 将CaO引入ZrO2中 注意：只从缺陷反应方程看，只要符合三个平衡就是对的，但实际上往往只有一种是对的，这要知道其它条件才能确定哪个缺陷反应是正确的。 确定（1）式密度增加，要根据具体实验和计算。 2. 热缺陷（晶格位置缺陷)

28、 只要晶体的温度高于绝对零度，原子就要吸收热能而运动，但由于固体质点是牢固结合在一起的，或者说晶体中每一个质点的运动必然受到周围质点的限制而只能以质点的平衡位置为中心作微小运动，振动的幅度随温度升高而增大，温度越高，平均热能越大，而相应一定温度的热能是指原子的平均动能，当某些质点大于平均动能就要离开平衡位置，在原来的位置上留下一个空位而形成缺陷，实际上在任何温度下总有少数质点摆脱周围离子的束缚而离开原来的平衡位置，这种由于热运动而产生的点缺陷热缺陷。 热缺陷两种基本形式： a-弗仑克尔缺陷, b- (1) 弗仑克尔缺陷 具有足够大能量的原子（离子）离开平衡位置后，挤入晶格间隙中，形成间隙原子离

29、子），在原来位置上留下空位。 特点：空位与间隙粒子成对出现，数量相等，晶体体积不发生变化。 在晶体中弗仑克尔缺陷的数目多少与晶体结构有很大关系，格点位质点要进入间隙位，间隙必须要足够大，如（CaF2）型结构的物质空隙较大，易形成，而NaCl型结构不易形成。总的来说，离子晶体，共价晶体形成该缺陷困难。 (2) 肖特基缺陷 表面层原子获得较大能量，离开原来格点位跑到表面外新的格点位，原来位置形成空位这样晶格深处的原子就依次填入，结果表面上的空位逐渐转移到内部去。 特点：体积增大，对离子晶体、正负离子空位成对出现，数量相等。结构致密易形成肖特基缺陷。 晶体热缺陷的存在对晶体性质及一系列物理化学过程，

30、导电、扩散、固相反应、烧结等产生重要影响，适当提高温度，可提高缺陷浓度，有利于扩散，烧结作用，外加少量填加剂也可提高热缺陷浓度，有些过程需要最大限度避免缺陷产生, 如单晶生产，要非常快冷却。 3. 组成缺陷 主要是一种杂质缺陷，在原晶体结构中进入了杂质原子，它与固有原子性质不同，破坏了原子排列的周期性，杂质原子在晶体中占据两种位置（1）填隙位（2）格点位 4. 电荷缺陷 (Charge defect) 从物理学中固体的来看，非金属固体具有价带，禁带和导带，当在OR时，导带全部完善，价带全部被电子填满，由于热能作用或其它能量传递过程 ，价带中电子得到一能量Eg，而被激发入导带，这时在导带中存在一

31、个电子，在价带留一孔穴，孔穴也可以导电，这样虽末破坏原子排列的周期性，在由于孔穴和电子分别带有正负电荷，在它们附近形成一个附加电场，引起周期势场畸变，造成晶体不完整性称电荷缺陷。 例：纯半导体禁带较宽，价电带电子很难越过禁带进入导带，导电率很低，为改善导电性，可采用掺加杂质的办法，如在半导体硅中掺入P和B，掺入一个P，则与周围Si原子形成四对，并导出一个电子，叫施主型杂质，这个多余电子处于半束缚状态，只须填加很少能量，就能跃迁到导带中，它的能量状态是在禁带上部靠近导带下部的一个附加能级上，叫施主能级，叫n型半导体。当掺入一个B，少一个电子，不得不向其它Si原子夺取一个电子补充，这就在Si原子中造成空穴，叫受主型杂质，这个空穴也仅增加一点能量就能把价带中电子吸过来，它的能量状态在禁带下部靠近价带顶部一个附