1 개요
Crystallography
결정(Crystal)과 격자(Lattice)의 공간적 대칭성과 구조에 대한 학문. 실제 결정물질의 물성을 자세히 다루지는 않는다. 그러한 분야는 재료공학, 고체물리학, 무기화학에서 결정학을 바탕으로 연구한다. 이미 수백 년 전부터 정립되어 있는 학문인 만큼 현대에는 결정학을 전공으로 연구하는 사람은 없다고 봐도 무방하고, SEM, TEM 등의 현미경을 연구하고 개발하거나 물질을 분석하는 사람들이 공부하는 학문이다. 학부과정에서는 물리학과의 고체물리학, 화학과의 무기화학등에서 간단하게 다루며, 재료공학과에서는 (보통 X선회절분석과 함께) 하나의 과목으로 조금 깊게 가르치는 편이다. 사용하는 학문분야에 따라서 같은 개념이 완전히 다른 용어체계로 쓰여지기도 한다.
별로 익숙하지 않은 학문이라 생각하는 사람도 많겠지만 (실제로도 물리학에서 굉장히 마이너한 분야이긴 하다), X선 결정학에 대한 연구로만 막스 폰 라우에, 윌리엄 브래그, 카를 시그반 등 상당수 과학자들이 노벨상 물리학상을 수상했고, DNA이중나선 구조 규명 등에도 결정적인 공헌을 한 분야이다. 결정학으로 노벨 물리학상을 수상한 학자들이 비교적 많은 것이, 지구에 널리고 널린 고체 재료를 이해하는 데 있어 결정학이 매우 중요하다는 반증도 된다.
2 상세
2.1 결정
결정(結晶, crystal)이란, 입자의 배열이 일정한 패턴을 갖고 반복되는 물질이다. 물이 영하에서 얼음이 되면 물 분자가 육각형 구조를 이루며 밀집하게 되는데, 이와 같은 규칙성을 띠는 물질을 통틀어 결정이라 한다.[2]
이온 결합 물질이 결정이라 잘 알려져 있으며, 그 밖에도 다양한 물질들이 결정을 이루고 있다.
2.2 대칭조작
접힘 (Folding) : 1,2,3,4,6 fold
거울상 (Mirror) : m
반전 (Inversion) : 1 bar
스크류(Screw)
글라이드 (Glide)
2.3 점군
2.4 공간군
2.5 공간군과 물성
고체의 관련된 물리량은 텐서로 나타낼 수 있는데, 이 텐서는 공간축을 바탕으로 나타내며, 공간군이 가지고 있는 기하학적 대칭성을 물리량 역시 그대로 가지고 있다.
