组分、结构 测定法 悬挂键中止 H|IR、核反应、SIMS、NMR、热脱附、RBS、IR、XPS、 SIMS、NMR 成份原子排列 混入物(C、N、O)等 R、SIMS、ⅹPS、AES、EPMA 能带 EPMA、XPS、AES、SIM 非晶或晶体 X射线衍射分析、拉曼 分布状态 TEM、NMR 各向异性 X射线散射、中子束散射 悬挂键(自旋密度) 注:IR一红外线吸收谱:SIMS一二次离子质谱分析:NMR一核磁共振谱 RBS一卢瑟福背散射:XPS-x射线光电子谱:AES一俄歇电子谱: EPMA--x射线微分析:TEM一透射电镜:ESR一电子自旋共振 102.2理论模型 由于人们还不能唯一地、精确地直接测定非晶态固体的微观 结构,常采用模型方法进行研究,目前关于非晶材料的模型主要 有下列几种 1.微晶模型 这是最早提出的非晶结构模型,它认为非晶体是由大小约为几 十埃的微小晶粒组成的,这些小晶粒的取向是随机的,所以形成 长程无序,如图102。这个模型能较好地解释衍射实验结果,说图10.2微晶模型示意图 明氧化物玻璃和非晶半导体的一些性能。但微晶模型常常不考虑 晶界处的情况,因而与实际情况有差异,特别是当晶界处的原子数 量与晶粒内的原子数量具有相同数量级时,这时晶界的影响将会很 显著。用微晶模型计算出的径向分布函数与实验结果在定量上不符 2.硬球无规密堆模型 这个模型是1964年 Bernal进行单原子液态结构实验时提出 的,他将滚珠轴承放在橡胶软壳模子中,然后混合搅拌使其停留在 黑色橡胶中,认为非晶态就是这些钢球的无规堆集。研究这些钢球 的无规堆集,发现结构中不存在具有周期性的区域。这些无规堆集④ 仅包含五种多面体,多面体的表面呈三角形,多面体的顶点位于钢 球心,其边长有程度不同的畸变,但畸变小于20% 理想的五种多面体如图103所示:①正四面体,②正八面体,图103无规则球密堆的 ③盖有八面体的三棱柱,④盖有八面体的阿基米德反棱柱,⑤ 五种多面体 面体。硬球无规密堆模型适用于简单非晶金属结构。 3.无规网络模型 无规网络结构是 Zachariasen于1932年在“玻璃中原子的排列具有缺陷对称性和周 期性的三维空间扩展的网络特点”一文中提出来的。模型的基本点在于保持原子最邻近组分、结构 测定法 悬挂键中止 H F IR、核反应、SIMS、NMR、热脱附、RBS、IR、XPS、 SIMS、NMR 混入物（C、N、O）等 IR、SIMS、XPS、AES、EPMA 成 份 能带 P B EPMA、XPS、AES、SIMS 原 子 排 列 非晶或晶体 分布状态 各向异性 X 射线衍射分析、拉曼 TEM、NMR X 射线散射、中子束散射 悬挂键（自旋密度） ESR 注：IR—红外线吸收谱；SIMS—二次离子质谱分析；NMR—核磁共振谱； RBS—卢瑟福背散射；XPS—x 射线光电子谱；AES—俄歇电子谱； EPMA—x 射线微分析；TEM—透射电镜；ESR—电子自旋共振 10.2.2 理论模型 由于人们还不能唯一地、精确地直接测定非晶态固体的微观 结构，常采用模型方法进行研究，目前关于非晶材料的模型主要 有下列几种： 1. 微晶模型 这是最早提出的非晶结构模型，它认为非晶体是由大小约为几 十埃的微小晶粒组成的，这些小晶粒的取向是随机的，所以形成 长程无序，如图 1 .2。这个模型能较好地解释衍射实验结果，说 明氧化物玻璃和非晶半导体的一些性能。但微晶模型常常不考虑 晶界处的情况，因而与实际情况有差异，特别是当晶界处的原子数 量与晶粒内的原子数量具有相同数量级时，这时晶界的影响将会很 显著。用微晶模型计算出的径向分布函数与实验结果在定量上不符 合。 0 图 10.2 微晶模型示意图 2. 硬球无规密堆模型 这个模型是 1964 年 Bernal 进行单原子液态结构实验时提出 的，他将滚珠轴承放在橡胶软壳模子中，然后混合搅拌使其停留在 黑色橡胶中，认为非晶态就是这些钢球的无规堆集。研究这些钢球 的无规堆集，发现结构中不存在具有周期性的区域。这些无规堆集 仅包含五种多面体，多面体的表面呈三角形，多面体的顶点位于钢 球心，其边长有程度不同的畸变，但畸变小于 20%。 图 10.3 无规则球密堆的 五种多面体 理想的五种多面体如图 10.3 所示：①正四面体，②正八面体， ③盖有八面体的三棱柱，④盖有八面体的阿基米德反棱柱，⑤十二 面体。硬球无规密堆模型适用于简单非晶金属结构。 3. 无规网络模型 无规网络结构是 Zachariasen 于 1932 年在“玻璃中原子的排列具有缺陷对称性和周 期性的三维空间扩展的网络特点”一文中提出来的。模型的基本点在于保持原子最邻近 4