压电铁电物理王春雷y

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1、 1 Prof. C. L. Wang 王春雷 教授房间: 9#327电话: 77035-8327电邮: Room: 9#327 Phone: 77036-8327 e-mail: 2 课 程 网 站 ：http:/ 西 安 交 通 大 学 电 介 质 物 理 课 程 网 站 ：http:/ 3 电 介 质 材 料压 电 材 料 ： 石 英热 释 电 材 料 ： 电 气 石铁 电 材 料 ： KDP压 电 陶 瓷 材 料PZT电 介 质 材 料 之 间 的 关 系电 介 质 材 料压 电 材 料 ： 石 英热 释 电 材 料 ： 电 气 石铁 电 材 料 ： KDP压 电 陶 瓷 材 料PZT

2、 4 DielectricsPiezoelectricsPyroelectricsFerroelectricsPiezoelectric ceramicsRelationship of dielectrics 5 山 东 大 学 电 介 质 物 理 之 特 色功 能 电 介 质 物 理压 电 铁 电 物 理 制 备 、 物 性 、 测 量 基 础 研 究 器 件 研 发（ 不 同 于 材 料 、 工 程 和化 学 专 业 的 学 生 ， 有物 理 背 景 ） 传 统 电 介 质 物 理四 大 问 题 ： 极 化 polarization 损 耗 loss 弛 豫 relaxation 击 穿

3、breakdown 老 化 aging ? 6 课 程 内 容 简 介v晶 体 结 构v介 电 性 质v弹 性 性 质v压 电 性 质v铁 电 性 质 v宏 观 理 论v微 观 理 论v电 畴 结 构v介 电 响 应v应 用 简 介 7 Key syllabusv Crystal structure and basic conceptsv Dielectric propertyv Elastic propertyv Piezoelectricityv Ferroelectricity v Thermodynamic theoryv Microscopic theoryv Domain stru

4、cture v Optical propertyv Applications 8 压 电 材 料 的 发 展 历 史v1880年 ， 居 里 兄 弟 首 先 发 现 电 气 石 的 压 电 效应 ， 从 此 开 始 了 压 电 学 的 历 史 。 1881年 ， 居 里 兄 弟 实 验 验 证 了 逆 压 电 效 应 ，给 出 石 英 相 同 的 正 逆 压 电 常 数 。v1894年 ， Voigt指 出 ， 仅 无 对 称 中 心 的 二 十 种点 群 的 晶 体 才 有 可 能 具 有 压 电 效 应 ， 石 英 是压 电 晶 体 的 一 种 代 表 ， 它 被 取 得 应 用 。 9

5、v第 一 次 世 界 大 战 ， 居 里 的 继 承 人 郎 之 万 ， 最 先 利用 石 英 的 压 电 效 应 ， 制 成 了 水 下 超 声 探 测 器 ， 用于 探 测 潜 水 艇 ， 从 而 揭 开 了 压 电 应 用 史 篇 章 。v压 电 材 料 及 其 应 用 取 得 划 时 代 的 进 展 应 归 咎 于 第二 次 世 界 大 战 中 发 现 了 BaTiO3陶 瓷 ， 1947年 ， 美国 Roberts在 BaTiO3陶 瓷 上 ， 施 加 高 压 进 行 极 化处 理 ， 获 得 了 压 电 陶 瓷 的 电 压 性 。 随 后 ， 日 本 积极 开 展 利 用 BaTi

6、O3压 电 陶 瓷 制 作 超 声 换 能 器 、 高频 换 能 器 、 压 力 传 感 器 、 滤 波 器 、 谐 振 器 等 各 种压 电 器 件 的 应 用 研 究 ， 这 种 研 究 一 直 进 行 到 50年代 中 期 。 10 1955年 ， 美 国 B.Jaffe等 人 发 现 了 比 BaTiO3压 电性 更 优 越 的 锆 钛 酸 铅 固 溶 体 （ PbZrxTi1-xO3，PZT） 压 电 陶 瓷 ， 促 使 压 电 器 件 的 应 用 研 究 又 大大 地 向 前 推 进 了 一 大 步 。 BaTiO3时 代 难 于 实 用化 的 一 些 用 途 ， 特 别 是 压

7、电 陶 瓷 滤 波 器 和 谐 振器 ， 随 着 PZT的 问 世 ， 而 迅 速 地 实 用 化 ， 应 用 声表 面 波 （ SAW） 的 滤 波 器 、 延 迟 线 和 振 荡 器 等SAW器 件 ， 在 七 十 年 代 后 期 也 取 得 了 实 用 化 。 11 上 世 纪 70年 代 初 期 ， 人 们 在 锆 钛 酸 铅 材 料 二 元 系配 方 Pb(Zr， Ti)O3大 基 础 上 又 研 究 了 加 入 第 三 元改 性 的 压 电 陶 瓷 三 元 系 配 方 ， 如 铌 镁 酸 铅 系 为Pb(Mg1/3Nb2/3)(ZrTi)O3， 可 广 泛 用 于 拾 音 器 、

8、微音 器 、 滤 波 器 、 变 压 器 、 超 声 延 迟 线 及 引 燃 引 爆方 面 。 如 铌 锌 酸 铅 系 Pb(Zn1/3Nb2/3)(ZrTi)O3， 主要 用 来 制 造 性 能 优 良 的 陶 瓷 滤 波 器 及 机 械 滤 波 器的 换 能 器 。 12 再 后 来 ， 人 们 又 在 三 元 系 压 电 陶 瓷 配 方 基 础 上 又研 究 了 四 元 系 压 电 陶 瓷 材 料 ， 如 :Pb(Ni1/3Nb2/3)(Zn1/3Nb2/3)(ZrTi)O3，Pb(Mn1/2Ni1/2)(Mn1/2Zr1/2)(ZrTi)O3等 ， 可 用 来 制造 滤 波 器 和 受

9、 话 器 等 。二 十 世 纪 九 十 年 代 ， PMN-PT单 晶 的 成 功 制 备 ， 并发 现 其 优 异 的 机 电 性 能 ， 使 这 类 材 料 的 研 究 又 形成 了 一 个 新 的 高 潮 。 13 v 铁 电 体 FeRROELECTRICS, 铁 Fev 1665 Seignette Rochelle,合 成 :酒 石 酸 钾钠 NaKC4H4O64H2Ov 1920 Valasek , 罗 息 盐 , Rochelle Salt,奇异 介 电 特 性 , Rochelle-electricity, Seignette-electricity at Europe Jo

10、urnals, H2O plays role?v 1920-1939 磷 酸 二 氢 钾 KH2PO4( KDP) , 共性 :氢 键 H-bond 14 v 1940-1958 唯 象 理 论 , BaTiO3等 , 二 次 世 界大 战 WWII, 水 听 器 ,铁 电 性 一 词 出 现 , 与 铁 磁性 相 似 , 磁 滞 回 线 , 日 文 强 诱 电 性v 1959-1970 s 软 模 理 论 Soft modes, Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)系 列 压 电 陶 瓷 ， 其 它 实 用性 的 压 电 材 料 系 列 不 断 被 发 现v 1980 stoday,军 用

11、 -民 用 ， 新 材 料 ， 新 现 象 ，新 应 用 ， 如 ： 铁 电 移 相 器 ， FeRAM 铁 电 存 储 器 15 v 1665 Seignette Rochelle, first synthesized of salt NaKC4H4O64H2Ov 1920 Valasek , Rochelle Salt(RS), unusual behavior of dielectric property, Rochelle-electricity, Seignette-electricity Europe Journalsv 1920-1939 KH2PO4( KDP) , both

12、RS and KDP have H-bonds 16 v 1940-1958 phenomenological theory, discovered BaTiO3 etc, WWII, hydrophone, term FERROELECTRICITY appeared, analog to Ferromagnetism, hysteresis loopv 1959-1970s concept of Soft Modes, Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT) based piezoelectricsv 1980s today, military to domestic use 17 v 二

13、 十 世 纪 五 十 年 代 ， 上 海 交 通 大 学 开 设 电 介 质 物理 课 程 ， 陈 季 丹v 山 东 大 学 压 电 铁 电 陶 瓷 教 研 室 （ 1976） ， 电 介质 教 研 室 1986v 中 科 院 物 理 所 ， 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 ,山 东 大 学 晶体 材 料 研 究 所 ， 中 科 院 福 建 物 质 结 构 研 究 所 ， 四川 压 电 与 器 件 研 究 所v 西 安 交 通 大 学 , 清 华 大 学 ,中 山 大 学 ,同 济 大 学 ,浙 江 大 学 ， 天 津 大 学 ， 四 川 大 学 ， 湖 北 大 学 ， 陕西 师 范 大 学

14、， 武 汉 理 工 大 学 ， 上 海 交 通 大 学 等 v 企 业 ， 国 营 798厂 ,私 营 民 营 企 业 18 v 铁 电 聚 合 物 :PVDF-TrFEv 铁 电 单 晶 :PMN-PTv 铁 电 薄 膜 :FeRAM-集 成 铁 电 学 integrated ferroelectricsv 弛 豫 铁 电 体 :Relaxorv 微 机 电 系 统MicroElectricMachenicSystem(MEMS)v 液 晶 显 示 liquid crystals 19 v 力 学 ： 牛 顿 定 律 （ Newtons law） ， 虎 克 定 律（ Hooks law）

15、,应 力 、 应 变 和 弹 性 常 数v 电 磁 学 ： 麦 克 斯 伟 方 程 组 ， Maxwell equations，物 质 方 程 ， constitute equationv 热 力 学 和 统 计 力 学 ： 热 力 学 函 数 ， 自 由 能v 量 子 力 学 ： 波 函 数 ， 本 征 态 、 本 征 能 量v 固 体 物 理 ： 晶 体 ， 点 阵 和 晶 格 振 动v 数 学 物 理 方 法 ： 特 殊 函 数 20 压 电 物 理 部 分压 电 方 程 组材 料 参 量 (介 电 、 弹 性 、 压 电 )之 间 的 关 系振 动 模 式 和 机 电 转 换元 件 性

16、 能 分 析 21 参 考 书 籍 张 沛 霖 、 钟 维 烈 编 著 ， 压 电 材 料 与 器 件 物 理 山 东 科 学 技 术 出 版 社 ，济 南 ， 1997 22铁 电 体 |自 发 极 化 实 际应 用晶 体结 构 基 本 现 象早 期 理 解 热 力 学理 论 微 观 机 制软 模 概 念介 电 响 应 畴 结 构 和 极化 反 转 过 程 热 释 电 效 应铁 电 物 理 部 分 23 参 考 书 籍精 装 版 ， 1996 平 装 版 ， 2000 24 参 考 书 籍 殷 之 文 主 编 ， 电 介 质 物 理 学 科 学 出 版 社 ， 北 京 ，1989年 7月 第

17、 一 版2003年 5月 第 二 版 25 学 习 本 课 程 所 需 的 固 体 物 理 知 识第 一 章 26 v 晶 态 和 非 晶 态v 晶 体 的 物 理 模 型 ： 点 阵 与 基 元 ， 晶 格v 晶 向 、 晶 面 和 米 勒 指 数v 七 大 晶 系 和 十 四 中 布 拉 菲 格 子v 对 称 性 和 点 群v 晶 体 中 的 三 十 二 个 点 群v 晶 轴 和 坐 标 系 的 选 择 27 28 Quartz crystal理 想 石 英 外 形 ：分 为 左 旋 石 英 和右 旋 石 英 晶 体成 分 ： SiO2 29 同 一 品 种 的 晶 体 ， 不 论 其 外

18、 形 如 何 ， 两 个相 应 晶 面 之 间 的 夹 角 保 持 不 变 。 这 个 普 遍规 律 被 概 括 为 :晶 面 角 守 恒 定 律 。由 于 外 界 条 件 的 不 同 ， 晶 体 在 生 长 过 程 中 ，这 个 晶 面 比 那 个 晶 面 可 能 生 长 地 更 快 些 ，甚 至 有 的 晶 面 在 外 形 上 并 不 出 现 ， 但 两 个对 应 晶 面 之 间 的 夹 角 总 是 不 变 。 30 例 如 ， 石 英 晶 体 中 的 两 个 m面 之 间 的 夹 角总 是 12000， r面 和 s面 之 间 的 夹 角 总 是11308。 晶 面 守 恒 定 律 的

19、发 现 对 于 结 晶 学 的 发 展 起了 很 大 的 促 进 作 用 。 例 如 ， 从 晶 面 角 之间 的 关 系 导 致 晶 体 对 称 性 概 念 的 产 生 。 31 不 一 定 是 这 样 的 ： 规 则 外 形 =规 则 微 结 构v 晶 体 一 般 有 规 则 的 外 形 。 如 石 英 、 钻石 、 NaCl、 雪 花 、 冰 等 。 X射 线 衍 射可 以 得 到 一 系 列 分 立 尖 锐 的 峰 。 一 般有 固 定 的 溶 点 。v 非 晶 材 料 没 有 规 则 的 外 形 。 如 普 通 玻璃 、 石 蜡 、 沥 青 、 琥 珀 等 。 X射 线 衍射 只 能

20、 观 察 到 一 个 宽 化 的 弥 散 的 峰 。没 有 一 个 确 切 的 溶 解 温 度 。 32 晶 态 与 非 晶 态 ： 微 观 结 构非晶态SiO2 33非晶态和晶态界面a-amorphousc-crystal 34 晶 态 ： 原 子 或 离 子 周 期 性 重 复 排 列 的 状 态 。晶 体 ： 处 于 晶 态 的 固 体 材 料 。以 硅 （ Si） 为 例 ： 非 晶 硅 ， 单 晶 硅 ， 多 晶 硅单 晶 硅 ： 制 造 各 种 半 导 体 芯 片 的 原 料非 晶 硅 ： 太 阳 电 池 板 ， 成 本 低多 晶 硅 ： 陶 瓷 材 料 ， 每 个 小 颗 粒 是

21、 单 晶 35 v 晶 体 =点 阵 +基 元v 基 元 ： 原 子 、 离 子 、 原 子 团 ， 分 子 集 团等v 点 阵 ： 用 一 个 几 何 点 表 示 上 述 基 元 后 ，晶 体 所 构 成 的 点 子 阵 列v 点 阵 是 无 限 大 沿 三 维 周 期 性 排 列 的 点 子v 用 直 线 以 某 种 方 式 把 点 子 连 接 起 来 所 形成 的 格 子 称 为 晶 格 。 （ 晶 格 动 力 学 ） 36 37 38 39 40 v 为 了 研 究 方 便 ， 选 取 一 个 重 复 单 元 ： 原胞 或 叫 晶 胞v 原 胞 的 选 取 的 方 式 可 以 有 很

22、多 种 ， 通 常以 下 二 种 原 胞 最 为 常 见v 考 虑 对 称 性 ， 更 全 面 地 了 解 晶 体 性 质 ：晶 体 学 原 胞v 最 小 重 复 单 元 ， 理 论 研 究 方 便 ： 固 体 物理 学 原 胞 41 二 维 点 阵 和 原 胞 42 三 维 点 阵 和 原 胞 43问 题 ： 相 同 的 格 子 ， 不 同 原 胞 的 选 取 方 式 ， 基 矢 不 同 ！ 44 v 通 常 描 写 晶 胞 的 六 个物 理 量 是 三 个 基 矢 的长 度 和 基 矢 之 间 的 夹角 ， 如 图 所 示v a， b， c， ， ， 通常 又 称 为 晶 格 常 数 ，可

23、 以 由 x射 线 确 定v 根 据 a， b， c， ， ，的 不 同 ， 晶 格 可 分为 七 大 晶 系 和 十 四 种布 喇 菲 格 子 45 晶 系 名 称 晶 轴 上 的 周 期 晶 轴 间 的 夹 角 三 斜 晶 系 abc 90单 斜 晶 系 abc =90， 90正 交 晶 系 abc =90四 方 晶 系 a=bc =90六 角 晶 系 a=bc =90， =120三 角 晶 系 a=b=c =90立 方 晶 系 a=b=c =90 46 属 于 每 一 晶 系 的 空 间 格 子 ， 因 为 重 复 单 元所 包 括 的 点 子 （ 格 点 、 结 点 ） 不 同 ， 又

24、 可分 为 一 种 或 几 种 类 型 。这 样 ， 七 个 晶 系 中 共 有 14种 重 复 单 元 ， 通常 称 为 14种 布 喇 菲 格 子 。 14种 布 喇 菲 格 子中 ， 按 每 个 格 子 所 包 含 的 结 点 数 目 ， 又 可分 为 原 始 格 子 、 底 心 格 子 、 体 心 格 子 和 面心 格 子 四 种 。 47 三 斜 ： 简 单单 斜 ： 简 单 ， 底 心正 交 ： 简 单 ， 体 心 ， 面 心 ， 底 心四 方 ： 简 单 ， 体 心六 角 ： 简 单三 角 ： 简 单立 方 ： 简 单 ， 体 心 ， 面 心问 题 ： 为 什 么 没 有 四 方

25、 面 心 和 底 心 格 子 ？ 立 方没 有 底 心 格 子 ？ 48 vTriclinic: simplevMonoclinic: simple, side-centeredvOrthorhombic: simple, body-centered, face-centered, side-centeredvTetragonal: simple, body-centeredvHexagonal: simplevTrigonal: simplevCubic: simple(sc), body-centered(bcc), face-centered(fcc) 49 50 l Body-cent

26、ered-cubicl 每 个 原 胞 有 2格 点 51l face-centered-cubicl 每 个 原 胞 有 4格 点 52 edge & direction由 于 晶 体 结 构 的 周 期 性 ， 晶 格 中 各 格 点的 周 围 情 况 都 是 一 样 的 ， 因 此 通 过 任 意两 个 格 点 作 一 条 直 线 ， 则 在 直 线 上 所 有格 点 的 周 期 相 同 ， 这 样 的 直 线 称 为 晶 棱 。再 通 过 其 它 格 点 还 可 以 做 许 多 与 此 晶 棱平 行 的 直 线 ， 这 些 平 行 直 线 组 成 一 个 晶棱 族 。 同 一 晶 棱

27、的 方 向 相 同 ， 而 且 能 把所 有 点 子 包 括 无 遗 。 53 图 1-8 54 通 过 同 一 格 点 还 可 沿 不 同 方 向 作 无 限 多 晶棱 ， 如 图 1-9中 通 过 O的 晶 棱 有 1、 2、 3、 4、5等 等 ， 其 中 每 一 个 晶 棱 都 有 一 组 晶 棱 与 之对 应 ， 就 是 说 ， 可 以 做 无 限 多 个 晶 棱 族 ，各 族 晶 棱 可 以 通 过 取 向 不 同 而 加 以 区 别 。晶 棱 的 取 向 也 简 称 晶 向 。 只 要 表 出 了 晶 向 ，该 组 晶 棱 的 特 点 也 就 知 道 了 。 55 图 1-9 5

28、6 取 格 点 O为 原 点 ， a、 b、 c为 晶 胞 的 三 个 基矢 ， 则 其 它 任 一 格 点 A的 位 置 矢 量 为clblalR 321l 式 中 l1、 l2、 l3为 整 数 （ 或 有 理 数 ） 。 取 l1、l2、 l3的 互 质 比 ， 即 l1： l2： l3来 表 示 晶 棱OA的 方 向 ， 通 常 不 直 接 用 比 例 记 号 ， 该 用l1l2l3记 号 表 示 之 。 57 例 如 在 图 1-9中 ， 晶 棱 1上 A点 为 l1=1， l2=1，l3=0； B点 为 l1=2， l2=2， l3=0； 比 值 为 ：l1： l2： l3=1：

29、1： 0=2： 2： 0， 由 此 可 得晶 棱 1的 方 向 为 110。 同 理 可 得 晶 棱 2的方 向 为 320， 晶 棱 4的 方 向 为 3 0， 其中 记 号 “ ” 代 表 “ -1” 。 以 及 a、 b、 c轴的 方 向 为 100、 010、 001（ c轴 与 图平 面 垂 直 ， 未 画 出 ） 1 1 58 晶 格 中 ， 还 可 以 从 各 个 方 向 上 划 分 成 无 限多 平 面 族 ， 即 晶 面 族 ， 如 图 1-10所 示 。 一族 晶 面 中 ， 彼 此 距 离 相 等 ， 方 向 相 同 ， 格点 在 晶 面 上 的 分 布 也 相 同 。

30、从 立 体 几 何 中知 道 ， 要 描 述 一 个 平 面 的 方 向 ， 就 是 表 示出 这 个 平 面 在 三 个 坐 标 轴 上 的 截 距 ， 描 写晶 面 方 向 的 方 法 也 是 如 此 。 59 图 1-10 60 选 取 与 晶 轴 平 行 的 基 矢 a、 b、 c为 坐 标 轴 。假 设 有 一 个 晶 面 与 此 三 个 坐 标 轴 相 交 于 M1、M2和 M3三 点 （ 如 图 1-11所 示 ） ， 截 距 分 别 等于 ： OM1=ra， OM2=sb， OM3=tc。 在 图 1-11中r=3， s=2， t=1， 因 为 一 般 晶 面 一 定 包 含

31、了所 有 格 点 ， 所 以 截 距 的 长 度 是 一 组 有 理 数 ，或 者 说 截 距 的 倍 数 是 晶 格 常 数 的 整 数 倍 ， 如果 晶 面 与 某 一 坐 标 轴 平 行 ， 则 晶 面 在 此 坐 标轴 的 截 距 为 无 限 大 （ 例 如 ， 若 晶 面 与 b轴 平行 ， 则 s=） 。 61 图 1-11 62 为 了 避 免 使 用 无 限 大 ， 常 采 用 截 距 倒 数 的互 质 整 数 比 ， 即 用 : l:k:ht1:s1:r1 来 表 示 晶 面 的 方 向 。 通 常 不 用 比 例 记 号 ， 该 用（ hkl） 记 号 来 表 示 晶 面

32、的 方 向 。 （ hkl） 称 为晶 面 指 数 ， 或 称 为 米 勒 （ Miller） 指 数 。 63 如 图 1-11中 的 晶 面 指 数 为 : 6:3:21:21:31 即 M1M2M3面 的 米 勒 指 数 为 （ 236） 。 有 时也 称 M1M2M3面 为 （ 236） 晶 面 。 64 图 1-12画 出 了 用 米 勒 指 数 表 示 的 一 些 晶面 ， 在 此 图 中 ， c轴 与 图 面 垂 直 。 从 图 中还 可 以 看 出 米 勒 指 数 越 小 的 晶 面 ， 晶 面之 间 的 距 离 越 大 ， 晶 面 上 的 原 子 密 度 也越 大 ， 晶 体

33、 越 容 易 沿 这 些 晶 面 裂 开 。 图1-13中 画 出 了 一 些 常 用 的 米 勒 指 数 。 65 图 1-12 66 图 1-13 67 六 角 晶 系 中 的 晶 面 指 数v 以 上 所 讨 论 的 表 示 晶 向 和 晶 面 的 方 法 ， 对于 所 有 的 的 晶 体 都 适 用 。 v 但 是 在 六 角 晶 系 中 ， 如 果 仍 采 用 三 个 基 矢a、 b、 c（ 如 图 1-14a所 示 ） 的 方 法 ， 则 很难 反 映 出 六 角 晶 系 的 对 称 性 ， 给 工 作 带 来不 方 便 。 v 因 此 在 结 晶 学 中 ， 往 往 采 用 专

34、为 六 角 晶 系而 设 立 的 按 四 个 晶 轴 的 定 向 方 法 ， 晶 向 和晶 面 指 数 都 是 用 四 个 指 数 。 68 图 1-14a 69 六 角 晶 系 的 四 个 晶 轴 为 a、 b、 c、 d， 其中 a、 b、 d轴 在 同 一 个 平 面 上 ， 互 成 120的 夹 角 ； c轴 则 垂 直 于 该 平 面 。 米 勒 指 数为 （ hkil） 的 形 式 。 如 图 1-14b所 示 。 其中 h、 k、 i、 l为 该 晶 面 在 坐 标 轴 上 的 截距 倒 数 的 互 质 整 数 比 。 70 图 1-14b 71 v例 如 ， 晶 面 ABD与

35、a轴 和 c轴 平 行 ， 在 b轴 上截 距 为 1b， 在 d轴 上 截 距 为 -d， 故 得 晶 面ABD的 米 勒 指 数 为 （ 01 0） 。 从 图 1-14b还看 出 ， 各 晶 面 指 数 存 在 这 样 的 规 律 ， 即h+k+i=0， 就 是 说 ， 在 h、 k、 i中 ， 只 要 知道 其 中 两 个 即 可 确 定 第 三 个 。v此 外 ， 在 三 角 晶 系 中 ， 也 时 常 采 用 四 个 晶轴 的 定 向 方 法 。 1 72 vBrief introduction to the background of Piezoelectrics and FerroelectricsvTo learn crystals and non-crystalsvWhy do we need lattice?vCell and basis vectorv7 systems and 14 Bravais lattices