Cella di Wigner-Seitz

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Costruzione di una cella di Wigner-Seitz nel caso tridimensionale per un reticolo cubico a facce centrate
Reticolo cristallino riempito dalla ripetizione periodica della cella di Wigner-Seitz

In un reticolo cristallino, la cella di Wigner-Seitz è una cella primitiva che gode di tutte le proprietà di simmetria della struttura cristallina.

Definizione[modifica | modifica sorgente]

La cella di Wigner-Seitz è definita come la regione di spazio, costruita intorno ad un nodo reticolare del reticolo di Bravais, formata da quei punti che sono più vicini a quel nodo rispetto a qualunque altro; tale zona è descritta geometricamente dal più piccolo poliedro individuato dai piani che bisecano ortogonalmente i segmenti che congiungono il nodo a ciascuno dei "primi vicini" (anche se in pratica, per costruire tale poliedro, è sufficiente considerare solo pochi nodi tra quelli più vicini a quello di partenza). Generalizzando, questa regione può essere introdotta per un qualsiasi insieme discreto di punti indipendentemente dalla periodicità dell'insieme di punti considerato, e in generale, prende il nome di poliedro di Voronoi. Il poliedro di Voronoi, nel caso particolare del reticolo di Bravais, si riduce alla cella di Wigner-Seitz.

La cella di Wigner-Seitz associata al reticolo reciproco prende il nome di prima zona di Brillouin, e riveste particolare importanza nello studio della struttura elettronica a bande.

Proprietà[modifica | modifica sorgente]

Il fatto che la cella di Wigner-Seitz sia una cella primitiva deriva dal fatto che ogni punto dello spazio ha uno e un solo nodo reticolare più vicino rispetto a qualunque altro, a parte ovviamente un insieme di misura nulla che corrisponde all'unione di tutti i piani bisecanti che si possono costruire, cioè in definitiva all'unione delle superfici di tutti i poliedri di Wigner-Seitz. Quel punto dunque apparterrà ad una e una sola cella di Wigner-Seitz, che è pertanto primitiva.

Non essendo costruita, contrariamente a ciò che accade nella definizione elementare di cella primitiva, con riferimento ad una particolare scelta dei vettori di traslazione,[1] la cella di Wigner-Seitz eredita dal cristallo tutte le sue proprietà di simmetria (rimane cioè invariante rispetto al medesimo gruppo di trasformazioni).

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Ashcroft, p.74

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Neil W. Ashcroft, N. David Mermin. "Solid State Physics", HRW International Edition, 1976. ISBNO-03-049346-3
  • A.S. Davydov, "Teoria del solido", Edizioni Mir, Mosca, 1984

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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