고체물리학

소개글

고체물리학에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 결정계와 결정격자

2. 격자위치, 방향, 면

3. 단순한결정 구조들

4. 육방밀집구조

5. 다이아몬드 구조

6. 원자배열구조의 직접적인 영상화

7. 참고문헌

본문내용

closed packed)라고 한다.
5. Si, Ge, C 결정구조 (다이아몬드 구조)
다이아몬드 공간격자는 (0 0 0)(
{ 1 } over { 4 }
{ 1 } over { 4 }
{ 1 } over { 4 }
)에 있는 2개의 동일원자의 단위구조가 각 격자점에서 대응하는 FCC구조이다. 반도체에서 사용되는 실리콘은 면심입방(FCC)구조에 x, y, z 축에 따라 1/4의 위치에 같은종류의 원자가 있는 구조로 게르마늄(Ge),탄소(C)등이 있다. 갈륨비소(GaAs)는 다이아몬드형의 결정구조를 갖는데 다만 각 축 방향으로 1/4씩 움직인 위치에 다른 종류에 원자가 있는데 이를 Zinc-blende라고 한다.
6. 원자배열구조의 직접적인 영상화
- 투과전자현미경 측정법(transmission electron microscopy)과 훑기 꿰뚫기 현미경 측정법 (scanning tunneling microscopy ; STM) 과 같은 방법으로 위에서 논의한 결정구조들을 관찰할 수 있다. 이 6원자배열구조의 직젖적인 영상화에서는 이와같은 장비들에 대하여 간단히 알아보도록 하겠다.
a) 투과전자현미경(transmission electron microscopy)
투과전자현비경 transmission electron microscope은 광학현미경과 그 원리가 비슷하다. 전자현미경에서의 광원은 높은 진공 상태(1x10-4 이상)에서 고속으로 가속되는 전자선이다. 전자선이 표본을 투과하여 일련의 전기자기장 electromagnetic field 또는 정전기장 electrostatic field을 거쳐 형광판이나 사진필름에 초점을 맞추어 투사된다. 이 전자의 파장은 가속전압에 따라 다르며 흔히 사용되는 전압(100 KV)에서의 전자파장은 0.004nm이다. 광학렌즈 대신 사용되는 자기장 magnetic field은 불완전하며 개구수 numerical aperture가 없다. 따라서 전자현미경의 이론적 분해능(해상력)은 약 0.001nm이나 생물학적 표본에서 사용되는 분해능은 약 0.2nm(side entry), 0.14nm(top entry)이다. 최근에 고전압(500∼1,000KV)을 사용하는 투과전자현미경이 개발되어 비교적 두꺼운 조직표본도 투과할 수 있게 됨으로써 관찰이 가능해 졌으나 아직은 크게 활용되지 않고 있다.
전자현미경은 확대율과 해상력이 뛰어나 광학현미경으로 관찰할 수 없는 세포 및 조직의 미세한 구조를 관찰할 수 있으며, 단백질과 같은 거대분자보다 더 작은 구조도 볼 수 있다. 한편 이러한 특수구조를 설명하는 새로운 용어가 출현되기도 했다.
b)훑기 꿰뚫기 현미경 측정법(scanning tunneling microscopy ; STM)
STM은 원자 크기 정도의 아주 예리한 바늘을 이용해서 물질의 표면에 배열된 원자의 형태를 알아내는 획기적인 장치이다.
STM의 개발로 물질의 표면 구조를 원자 수준에서 알 수 있게 함으로써, 보다 성능이 좋은 반도체칩의 개발에서 합금과 촉매 분야의 발전에 획기적인 전기가 마련되었다.
7. 참고문헌
1. Charles Kittel 고체물리학 p3-25
2. James R. Bowser 1993 Inorganic chemisry p178-199
3. Wiley 1988 Basic solid state p38-60
4. http://www.yridm.com/univ/menu02/chap3.htm
5. http://www.semimaterials.com/kor/korean/korlist/manhwa/1-2.htm
6. http://seraphim.snu.ac.kr/lecture/chap1/chap1.html

키워드

물리,   고체,   결정계,   격자,   다이아몬드