格子定数(こうしていすう)
Lattice Constant
結晶の単位格子を構成する各辺の長さや角度のを指す。
結晶は原子や分子が規則正しく並んだ構造をしており、この規則的な最小の繰り返し単位を「単位格子(Unit Cell)」と呼ぶ。
格子定数は、この単位格子のサイズと形を定義するパラメータである。
食塩(塩化ナトリウム)を例に取ると、塩化ナトリウムは、ナトリウムイオン(Na+)と塩化物イオン(Cl−)が交互に並んだ立方晶の結晶構造をしている。
この単位格子は、一辺の長さが約0.564ナノメートル(5.64×10−10m)の立方体である。この一辺の長さが、塩化ナトリウムの格子定数となる。
格子定数の重要性
格子定数は、結晶の物理的・化学的性質を理解する上で非常に重要な要素である。
例えば、以下のような情報と深く関連している。
■ 結晶構造
格子定数によって、その物質が立方晶、六方晶、斜方晶など、どの結晶系に属するかが決定される。
■ 密 度
格子定数と単位格子に含まれる原子数から、物質の理論密度が計算可能となる。
■ 機械的性質
格子定数は原子間の結合距離と関係しており、硬さや弾性率などの機械的性質に影響を与える。
■ 電子・光学特性
半導体や発光ダイオード(LED)などでは、格子定数が電子のバンドギャップや発光波長に影響を与えるため、デバイス設計に不可欠な情報となる。
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