实际半导体晶体与理想晶体有什么区别？

实际金属晶体结构与理想结构偏离。理想晶体实际是单晶体，即内部晶格位向完全一致的晶体，如单晶Si半导体。而实际使用的金属，即使体积很小，其内部仍包含了许多颗粒状的小晶体，每个小晶体内部的晶格位向是一致的，而各个小晶体彼此间的位向都不同，是多晶体（由许多位向不同的晶粒构成的晶体）。 这样晶体的各向异性上就产生区别，当晶体内部的晶格位向完全一致而形成理想状态下的单晶体时，该晶体必然具有【各向异性】的特征，但实际金属是多晶体，故宏观上显示出【各向同性】。在实际金属晶体的一个晶粒内部，其晶格也并不象理想晶体那样完全一致，而是存在着许多尺寸更小、位向差也很小的小晶块，它们相互镶嵌成一颗晶粒，这些小晶块称【亚组织】。 实际晶体中，原子排列不完整，偏离理想分布的结构区域称为晶体的缺陷。这种局部存在的晶体缺陷，对金属的性能影响很大。 晶体缺陷按尺寸可分为：点缺陷、线缺陷、面缺陷。它们在力学性能上对金属就有影响，使得金属塑性、硬度以及抗拉压力显著降低等等。09-09-06矿物晶簇是指由生长在岩石的裂隙或空洞中的许多矿物单警惕所组成的簇状集合体，它们一端固定于共同的基地岩石上，另一端自由发育而具有良好的晶行。晶簇可以有单一的同种矿物的晶体组成，也可以由几种不同的矿物的晶体组成。 在自然界以完好单晶或晶醋产出的矿物比较稀少，一般都要在晶洞裂隙中才有可能找到。这是因为矿物警惕发育完整的重要条件是需要一个能自由生长的良好空间，且容液的过饱和度比较低，使矿物结晶速度进行得比较缓慢。在一定温压条件下，流体和洞壁围岩不断相互作用，才能生成各种发育完好的矿物晶簇。 我国幅员辽阔，地质背景复杂，自然环境条件各异，矿物晶簇的分布很广，种类繁多现就最常见和重要的几种作简略介绍。 水晶水晶是结晶完好的石英晶体，化学组成是氧化硅（SiO2）。晶体状态的由六方双锥和六方柱构成的带锥头的六方体。其颜色多种多样：无色透明的或乳白色半透明的称水晶，紫色的称紫晶，烟灰色的属烟晶，茶褐色的为茶晶，黄色的称黄水晶，玫瑰色的为蔷薇水晶（芙蓉石）等。其中紫晶是最受人们喜爱的宝石品种之一，除它的颜色高雅外，我们的祖先还认为紫晶可以促使互相谅解，保佑平安和万事如意。国际宝石学界把紫晶列为2月生辰石。 水晶大多呈单晶晶簇产出，有时还可能和其他矿物晶簇（如萤石、重晶石、辰砂或镜铁矿等）共生。与其共生的镜铁矿往往呈花瓣状集合体，构成“铁玫瑰”形态十分美观。水晶晶簇本身常组成形如菊花的放射状集合体，很受人们的喜爱。水晶几乎产于全国各省（市、自治区），但以江苏、贵州、四川、内幕古、海南等省较多。在国外，巴西以盛产水晶著称，特别的紫晶，其他产地还有马达加斯加、日本和美国等。 水晶矿床主要为花岗伟晶岩型和中温热液充填型。前者多出现于花岗岩体的内、外接触带，后者则分布于硅质岩层（如石英岩、砂岩、硅质页岩、片麻岩）及灰岩、白云岩中呈脉状、透镜状晶洞产出。 方解石方解石也是一种分布广泛的常见矿物晶体（簇），化学组成是碳酸钙（CaCO3），主要为无色或白色，有时因含其他元素而呈浅黄、浅红、紫、褐黑色等。无色透明的方解石晶体称冰州石，是重要的光学材料。方解石晶体一般发育完好，形态多种多样，常见的有柱状体、菱面体、板状体、三角面体等。单晶大小可以从几毫米至数十厘米不等。因此，方解石晶簇形态丰富多姿，造型美观。有时，方解石晶簇可和金属硫化物晶体（如黄铁矿、闪锌矿）共生，形态更为美丽。笔者在湖南水口山铅锌矿考察时，曾见过巨大壮观的以方解石晶簇为主的晶洞，其中可容纳数十人之多，局部可见到菱面体状方解石晶簇和半透明的棕色闪锌矿晶体共生产出，构成美丽的图案。方解石晶簇主要产于以碳酸盐岩为围岩的热液脉状矿床中，如贵州、广西、云南等省，那里有大量碳酸盐岩地层分布，岩浆活动不发育，因此其生成温度一般比水晶稍低。 萤石萤石是一种钙的氟化物（CaF2）。矿物晶体大多为半透明至透明，在紫外线照射下出现极强的荧光。矿物常呈现多种诱人的颜色，包括红色、绿色、蓝色、褐色、黄色、橙黄色和紫色等。晶体通常为立方体，两个立方体常相互穿插构成双晶，取次为八面体及菱形十二面体。单晶大小可由数毫米至几十厘米。 萤石大部分形成于热液作用阶段。按其产出围岩的不同，可大致分为两类：一种产于硅酸盐岩中，如花岗岩、流纹质火山岩、页岩及砂岩等，主要共生矿物有方解石、重晶石及各种金属硫化物，如闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和黄铁矿等。我国萤石资源极其丰富，晶簇往往也很发育，在浙江、山东、辽宁、广东、云南、湖南、贵州、四川等省均有产出。 绿柱石这是一种含铍的铝硅酸盐矿物（Be3Al2Si6O18）。晶体常成六方柱和六方锥体，具玻璃光泽。由于所含碱金属和微量元素的不同，可呈现不同颜色，有无色、绿色、蓝色、玫瑰色和紫红色等。其中祖母绿是绿柱石家族中最珍贵的成员和宝石。其所呈现的鲜艳绿色，归因于矿物中含有铬和钒。祖母绿青翠悦目，使各个时代的人都为之着迷，它有“绿色之王”的美誉，特别为东方民族所酷爱。自古以来，祖母绿一直同钻石、红宝石和蓝宝石共同列为世界四大珍贵宝石。 绿柱石一般产于由高温气液作用形成的花岗伟晶岩中，常与白云母、微斜长石等晶体集合体共生。绿柱石单晶的大小从几厘米到数十厘米不等。我国新疆阿尔泰地区是绿柱石的主要产地，甘肃、云南等省也有产出。但祖母绿的生成地质环境较特殊，如美国北卡罗来纳州的祖母绿产于超基性岩（一种超镁铁质的侵入岩）内的花岗伟晶岩晶洞中。我国云南有高温气成熟液脉型的白钨矿——祖母绿矿床，产于含铍二云母花岗岩体外接触带，围岩为含铬、钒较高的古来变质岩。 刚玉它的化学组成为氧化铝（AI2O3），其硬度为9，仅次于钻石（钻石的硬度为10）。天然刚玉一般都含有微量元素杂质，主要有铬、钛、锰、钒等因此使刚玉带有不同颜色，如黄灰、蓝灰、红、蓝、紫、绿、棕、黑色等。刚玉的晶体形态常呈桶状、柱状或板状，晶形大多都较完整，具玻璃光泽至金刚光泽。 红宝石是指含铬的具鲜艳红色的透明到半透明的刚玉，是一种非常珍贵的宝石，目前市场上优质的红宝石比钻石还珍贵，红宝石的著名产地是缅甸、泰国、斯里兰卡、巴西和越南。它主要产于侵入岩体外接触带的白色粗粒大理岩中，呈浸染状斑晶产出。其必要的生成地质条件是高温、富铝、缺硅并有铬的来源。我国西藏和云南等地也已发现类似成因的红宝石矿床。 蓝宝石是泛指除红色以外的任何颜色色调的宝石级刚玉。它们的颜色有白、黄、青、蓝、紫、玫瑰等色，但以蓝色者最为常见。蓝色是由于刚玉晶体中含有钛和铁所致。蓝宝石的主要产地的巴西、缅甸、泰国和澳大利亚等地。但其产出的地质条件却和红宝石不一样，主要产于碱性玄武岩中。我国山东也有类似成因的蓝宝石矿床，只是蓝宝石晶体的颜色过深。蓝宝石的另一种类型产于碱性侵入岩与富镁碳酸盐岩的内接触带夕卡岩中。 辉锑矿它属于锑的硫化物（Sb2Ssss3），铅灰色，金属光泽。单晶呈长柱状或针状，柱面有明显的纵纹。晶体集合体常呈放射状或束状。单晶大小从几厘米到几十厘米。辉锑矿是分布最广的锑化物，见于中低温热液充填矿床中。我国湖南锡矿山是世界上最大最著名的辉锑矿产地，贵州、广西、陕西等省也有不少辉锑矿床产出。除了上述列举的一些常见和挂、贵重的矿物晶簇外，在自然界还有不少美观和较为常见的矿物晶簇，如石榴子石、黄铁矿、锡石、辰砂、蓝铜矿、孔雀石、雄黄、雌黄、电气石、石膏、角闪石、绿帘石、红柱石、天青石、鱼眼石等。限于篇幅，这里不能一一列举。 矿物晶簇是观赏石中一个大的重要类别。欧美等西方国家对矿物晶簇十分推崇和爱好，收藏也卓见成效。随着我国经济的飞速发展和人民物质生活和文化水平的不断提高，观赏石，特别是矿物晶簇的开发和发展也快速兴起，已成为一个国家文化和文明程度的标志之一。 由于矿物晶体是天然形成的，不是人造的，因此是不可再生的宝贵资源。它们不仅具有地域性、稀有性、奇特性、艺术性、科学性和商品性等特点，还具有观赏、玩味、陈列、收藏和科学研究价值。它们以奇特的晶形、千姿百态的造型、艳丽多彩的色泽和漂亮珍贵的质地等特点而受到越来越多人们的青睐，观后使人赏心悦目，回味无穷。我国各地，特别是大城市已开始出现观赏石，特别是矿物晶簇的收藏、展览和经营热潮，如在北京、桂林等地，目前至少已有数十家出售奇石、观赏石、矿物晶簇的商店。但现在对矿物晶簇的新产地的勘察、产出地质环境和形成机理的研究以及艺术加工、合理的开发利用和资源保护等工作，还远远不够，往往只追求一时的商业价值，而忽视资源保护及其艺术性和科学价值。这是今后应该注意的问题。

黄铁矿是铁的二硫化物。黄铁矿（FeS 2 ）因其浅黄铜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。黄铁矿成分中通常含钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。成分相同而属于正交（斜方）晶系的称为白铁矿。成分中还常存在微量的钴、镍、铜、金，硒等元素。含量较高时可在提取硫的过程中综合回收和利用。黄铁矿在氧化带不稳定，易分解形成氢氧化铁如针铁矿等，经脱水作用，可形成稳定的褐铁矿，且往往依黄铁矿成假象。这种作用常在金属矿床氧化带的地表露头部分形成褐铁矿或针铁矿、纤铁矿等覆盖于矿体之上，故称铁帽。详细介绍了其物理性质、产状、套用、分布以及特征等。

基本介绍中文名 ：黄铁矿 外文名 ：pyrite 别称 ：愚人金 类别 ：二硫化亚铁 化学式 ：FeS2 颜色 ：浅黄铜色 光泽 ：明亮的金属光泽 透明度 ：不透明 条痕 ：绿黑色  晶系 ：等轴晶系  解理 ：无解理  断口 ：参差状 硬度 ：6 比重 ：4.90 套用 ：生产硫磺和硫酸的主要原料 分布 ：火成岩、变质岩、沉积岩简介,物理性质,产状与组合,套用,工业用途,制作饰品,催化剂,药用,化学套用,分布,特征,其他, 简介 浅黄铜黄色，表面常具黄褐色锖色。条痕绿黑或褐黑。具有强金属光泽。不透明。无解理，断口参差状，硬度6~6.5，相对密度4.9~5.2。可具检波性。 黄铁矿 黄铁矿是半导体矿物。由于不等价杂质组分代替，如Co3 、Ni3 代替Fe2 ，或[As]3 、[AsS]3 代替[S2]2-时，产生电子心（n型）或空穴心（p型）而具导电性。在热的作用下，所捕获的电子易于流动，并有方向性，形成电子流，产生热电动势而具热电性。 理论组成(wB%)是：Fe 46.55，S 53.45。常有Co、Ni类质同像代替Fe，形成FeS2—CoS2和FeS2—NiS2系列。随Co、Ni代替Fe的含量增加，晶胞增大、硬度降低，颜色变浅。As、Se、Te可代替S。常含Sb、Cu、Au，Ag等的细分散混入物。亦可有微量Ge和In等元素。Au常以显微金、超显微金赋存于黄铁矿的解理面或晶格中。 黄铁矿在氧化带不稳定，易分解形成氢氧化铁如针铁矿和纤铁矿等。经脱水作用，可形成稳定的褐铁矿，且往往依黄铁矿成假象。这种作用常在金属矿床氧化带的地表露头部分形成褐铁矿或针铁矿以及纤铁矿等覆盖于矿体之上，故称铁帽。在氧化带酸度较强的条件下，可形成黄钾铁矾，其分布量仅次于褐铁矿。 纯黄铁矿中含有46.67%的铁和53.33%的硫。一般将黄铁矿作为生产硫磺和硫酸的原料，而不是用作提炼铁的原料，因为提炼铁有更好的铁矿石。黄铁矿分布广泛，在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子。一般为黄铜色立方体样子。黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾。 黄铁矿化学成分是FeS2，晶体属等轴晶系的硫化物矿物。成分中通常含钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄（铜黄）色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。摩氏硬度较大，达6-6.5，小刀刻不动。比重4.9―5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿。 物理性质 浅黄铜黄色，表面常具黄褐色锖色。条痕绿黑或褐黑。强金属光泽。不透明。解理、极不完全。硬度6~6.5。相对密度4.9~5.2。可具检波性。黄铁矿是半导体矿物。由于不等价杂质组分代替，如Co3、Ni3代替Fe2或[As]3、[AsS]3代替[S2]2-时，产生电子心（n型）或空穴心（p型）而具导电性。在热的作用下，所捕获的电子易于流动，并有方向性，形成电子流，产生热电动势而具热电性。 衡阳水口山黄铁矿矿石 产状与组合 是地壳中分布最广的硫化物。在岩浆岩中，黄铁矿呈细小浸染状，为岩浆期后热液作用的产物。接触交代矿床中，黄铁矿常与其它硫化物共生，形成于热液作用后期阶段。在热液矿床中，黄铁矿与其它硫化物、氧化物、石英等共生；有时形成黄铁矿的巨大堆积。在沉积岩、煤系及沉积矿床中，黄铁矿呈团块、结核或透镜体产出。在变质岩中，黄铁矿往往是变质作用的新生产物。 黄铁矿在氧化带不稳定，易分解形成氢氧化铁如针铁矿等，经脱水作用，可形成稳定的褐铁矿，且往往依黄铁矿成假象。这种作用常在金属矿床氧化带的地表露头部分形成褐铁矿或针铁矿、纤铁矿等覆盖于矿体之上，故称铁帽。在氧化带酸度较强的条件下，可形成黄钾铁矾(jarosite，KFe3[SO4]2(OH)6)，其分布量仅次于褐铁矿。 套用 工业用途 黄铁矿是提取硫和制造硫酸的主要矿物原料。含Au、Co、Ni时可提取伴生元素。 制作饰品 黄铁矿也是一种非常廉价的古宝石。在英国维多利亚女王时代（公元1837—1901年），人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。它除了用于磨制宝石外，还可以做珠宝玉器和其它工艺品的底座。 催化剂 2012年4月，剑桥大学StephenJenkins率领的研究团队通过电子结构计算，探究了黄铁矿的催化活性。研究人员重点关注了黄铁矿与空气污染物之一的氮氧化物（NOx）之间的反应。下一步，研究人员计画将黄铁矿套用于具有战略意义的产业反应过程，如生产肥料用的氨、从可再生生物质中合成碳氢化合物燃料、提取燃料电池电动汽车用的氢等等。 药用 药用自然铜即黄铁矿(砸碎或煅用)，别名石髓铅。功效：散瘀止痛，接骨疗伤。 成药制剂：活血止痛散，军中跌打散。 化学套用 制硫酸：1、先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧，以得到二氧化硫气体。 2、将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键，其反应为2SO2+O2→2SO3。这个反应在室温和没有催化剂存在时，实际上不能进行。 根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同，制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。 接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒V2O5作催化剂，将二氧化硫转化成三氧化硫。 硝化法是用氮的氧化物作递氧剂，把二氧化硫氧化成三氧化硫：SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO 根据所采用设备的不同，硝化法又分为铅室法和塔式法。而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸。采用最多。 主要方程式： 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 分布 世界著名产地有西班牙、捷克、斯洛伐克、美国和中国。我国黄铁矿的探明资源储量居世界前列，著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物。在岩浆岩中，黄铁矿呈细小浸染状，为岩浆期后热液作用的产物。接触交代矿床中，黄铁矿常与其它硫化物共生，形成于热液作用后期阶段。在热液矿床中，黄铁矿与其它硫化物、氧化物、石英等共生；有时形成黄铁矿的巨大堆积。在沉积岩、煤系及沉积矿床中，黄铁矿呈团块、结核或透镜体产出。在变质岩中，黄铁矿往往是变质作用的新生产物。 黄铁矿 特征 晶形完好，晶面有条纹，致密块状者与黄铜矿相似。但据其浅黄铜黄色，硬度大，及其具有导电性可与黄铜矿进行区别。性脆，受敲打时很容易破碎，破碎面是参差不齐的。 黄铁矿 其他 英文名称源于希腊字“pry”，意思为“火”，因为用锤子敲击黄铁矿会产生火星。

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