kiderakenteet

Kiderakenteet ovat säännöllisesti toistuvia kolmiulotteisia järjestelyjä, joissa atomit, ionsit tai molekyylit asettuvat toistuvasti pitkin tilallisia yksiköitä. Tämän rakenteen perusyksikkö on kutsutaan unit celliksi, joka toistuu toistojakseen tilassa muodostaen kiteen. Kiderakenteen geometria määrittää aineen ominaisuuksia, kuten mekaanista kestävyyttä, sähköistä johtavuutta ja optisia piirteitä.

Rakenne muodostuu translatoituvasta ja säännöllisestä tilasta. Yksikön solu yhdessä kantaiskunsa kanssa määrittää koko kiderakenteen, ja sen parametrit a, b, c sekä kulmat α, β, γ kuvataan lattice-parametreina. Maailmanlaajuisesti kiderakenteet luokitellaan Bravais-latticeien mukaan: 14 erilaista Bravais-lattiaa, jotka syntyvät 7 crystal system –järjestelmien eri centring-tyypeistä (esimerkiksi primitiivinen, keskitetty, kasattu). Tämä luokitus kattaa 3D-kiteet kokonaisuudessaan.

Yleisimmät rakennetyypit metallien ja mineraalien maailmassa ovat muun muassa: yksinkertainen kide (SC), kehittynyt keskitetty kide (BCC) sekä kuusikulmainen kasattu kide (FCC), sekä hexagonal close-packed (HCP). Hiiliyhdisteissä ja puolijohteissa tavataan usein diamond-tyyppisiä ja zinc blende -tyyppisiä rakenteita. Lisäksi monet kiderakenteet voivat olla monimutkaisempia, kuten NaCl- eli rock‑salt -tyyppisiä tai perovskite-tyyppisiä, joissa toisenlaiset atomityypit asettuvat tietyin järjestelmin.

Kiderakenteiden tutkimus tapahtuu pääosin X‑sädelevyllä, jolla määritellään lattice-parametrit, kiteen suuntautuminen ja tilojen välinen suhde. Kiderakenteet voivat olla yksikiteisiä tai moninkertaisina kiteinä (polycristallisia), joissa säännöllinen rekrytointi pysyy, mutta suuntautuminen vaihtelee. Rakenteet määrittelevät materiaalin epäjatkuvuudet, ulkonäön ja käytännön sovellukset teollisuudessa, geologiassa sekä elektroniikassa.