晶格常数

晶格常数(Lattice Constant)是晶体物质的基本结构参数，它与原子间的结合能有直接的关系。晶格常数的变化反映了晶体内部的成分、受力状态等的变化。晶格常数亦称为点阵常数。

在材料科学研究中，为了便于分析晶体中粒子排列，可以从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元（通常是最小的平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞，晶胞不一定是最小的重复单元，其一般是原胞（一般认为原胞是组成晶体的最小单元）体积的整数倍。

三维空间中的晶格一般有3个晶格常数，分别用a,b和c来表示。但在立方晶体结构这一特殊情形下，这3个常数都相等，故仅用a来表示。类似的情形还有六方晶系结构，其中a和b这两个常数相等，因此我们只用a和c。一族晶格常数也可合称为晶格参数(latticeparameter)。但实际上，完整的晶格参数应当由3个晶格常数和3个夹角来描述。

例如，对于常见的金刚石，其晶格常数为a=3.57Å(300K)。这里的晶胞是等边结构，但是仅从晶格常数并不能推知金刚石的实际结构。此外，在实际应用中，通常给出的平均晶格常数。在晶体的表面，晶格常数是受表面重建，其平均值的偏差的结果。这种偏差是特别重要的纳米晶体由于表面纳米晶核比大。随着晶格常数的长度尺寸，其SI单位是米。晶格常数通常在几埃的顺序（即零点几纳米）。晶格常数可以使用的技术，如X射线衍射和原子力显微镜测定。

在外延生长，晶格常数是衡量不同材料之间的结构相容性。晶格常数匹配的其他材料的薄层的材料的成长很重要；当常数不同，菌株引入层，防止厚层外延生长无缺陷。

匹配两个不同半导体材料之间的晶格结构，使带隙变化可形成在材料中没有引入晶体结构改变的一个区域。这允许建设先进的发光二极管和激光二极管。

例如，砷化镓，砷化铝镓砷化铝，并有几乎相等的晶格常数，使得它可以几乎任意一层一层的生长。

通常，在以前的电影或衬底上生长的薄膜的不同材料的选择匹配现有层常数的晶格来减小薄膜应力。

另一种方法是通过控制改变等级的合金比在薄膜生长期间从一个值到另一个晶格常数。分级层的开始会有一个比匹配的基础晶格和在层生长结束合金将比赛所需的最终格下面的层被沉积。

合金中的变化率必须通过称量层应变确定的刑罚，因此，缺陷密度，对外延工具的时间成本。

例如，磷化铟镓层的带隙1.9eV以上可以在砷化镓晶片生长指数分级。

对于立方体结构，在粉末样品中加入少量衍射本身高的物质，如Si粉，精确地测量与某个硅峰较接近的一个样品峰，计算出两个峰的衍射角，再查一下PDF卡片上硅峰的正确衍射角，加上测量值与标准值之差，就得到精确的无仪器误差的衍射峰，再按晶体学计算公式就可以计算出来点阵常数了。非立方结构就麻烦多了。基本上无法用这种方法来计算。而且，这种计算还是含有误差的，因为只有当衍射角等于90时才无系统误差。如果用软件，如JADE，则要用完全相同的实验条件来测量一个纯硅样和样品的衍射谱全谱，按软件的方法去掉仪器误差再用全谱拟合的办法来得到精修的结果。后一种方法可以分别计算多相样品中各不同的相的晶胞参数。由于测量的是全谱，对复杂结构的相也可以计算。但精度明显不如单相的结果。