نعود الآن إلى مناقشة دورية البلورات crystal periodicity). يشكل الترتيب الدوري للذرات (الشوارد) في بلور ما يعرف بالشبكة (lattice) . وتعرف مواضع الذرات في الشبكة بالمواقع (sites) تؤدي الذرات دائماً من حيث المبدأ، اهتزازات صغيرة المطال حول المواقع. يمكننا في كثير من الأحيان إهمال هذه الاهتزازات الصغيرة المطال، ونعتبر البلور كنظام منتظم توزيع الذرات (الشوارد). وفي شبكة بلورية دورية مثالية كهذه، يمكننا تعيين منطقة تدعى وحدة الخلية (unit. cell) وتمثل خلية الوحدة هذه كامل الشبكة باعتبار أن البلور يمكن بناؤه بتكرار منتظم في الفرغ لهذا العنصر. ندعو أصغر خلية وحدة بالخلية الابتدائية (primitive cell) للشبكة.

تكمن أهمية خلية الوحدة في أن دراستها تؤدي إلى تحليل عدد من خواص البلور كاملاً تحدد الخلية الابتدائية المواصفات الأساسية للبلور، بما فيها الخواص الإلكترونية

الأساسية.

يعتبر التناظر الانسحابي (translational symmetry) أحد أهم خواص الشبكة البلورية المثالية والتناظر الانسحابي هو أن يحمل البلور إلى ذاته تحت تأثير انسحاب في بعض الاتجاهات ولمسافات معينة.

يمكننا أن نعرف من أجل أي شبكة ثلاثية الأبعاد ثلاثة أشعة انسحابية ابتدائية (primitive translation vectors) لا تقع في مستو واحد (أشعة قاعدية) ₁a و₂a و₃a، بحيث إن أي مكان من الشبكة يمكن تعريفه بشعاع n ₃a R -na₁+na₂+ حيث n₁ وn₂و₃n قيم صحيحة اختيارية. إذا أنشأنا متوازي مستطيلات باستخدام أشعة القاعدة a وan و و نحصل على الخلية الابتدائية.

يوضح الشكل 1 التناظر الانسحابي، حيث مثلنا للسهولة شبكة ثنائية البعد وعليها خلايا وحدة A و B و C . للخلية A أصغر الأمثال للشعاعين ₁a و₂a. وهكذا فإن شعاعي القاعدة للخلية الأولية هما الشعاعان a و2 من خلية الوحدة A.

تمثل النقطة R مكاناً اختيارياً من الشبكة بحيث -n₂a₂₁+na مع n₁ و n₂ عددان صحيحان لإظهار التناظر الانسحابي لهذه الشبكة يمكننا البدء بأي نقطة ، من الشبكة ونجد المواقع المكافئة في الفراغ عن طريق تطبيق الانسحابات التي هي مضاعفات صحيحة من أشعة القاعدة.

الشكل :1 شبكة ثنائية البعد تبدو ثلاث خلايا ابتدائية ممثلة بـ A و B و C وشعاعا القاعدة هما a₁,a₂

بما أن العديد من البلورات المستخدمة في الإلكترونيات من النمط المدعو التناظر المكعب سندرس هنا باختصار الشبكات المكعبة. يمكن اختيار خلية الوحدة على شكل مكعب من أجل هذه البلورات. وهنالك ثلاثة أنواع مختلفة من الشبكات المكعبة. الشبكات المكعبة البسيطة وتكون الذرات فيها متوضعة في كل زاوية من المكعب، كما يوضح الشكل 2 (أ) الشبكات المكعبة المركزية التي لها ذرة إضافية في مركز المكعب، كما يظهر الشكل 2 (ب). أما النوع الثالث فهو الشبكات المكعبة المركزية الوجود التي لها ذرات في الزوايا وفي مراكز الأوجه الستة، كما يوضح الشكل 2 (ج).

الشكل2 ثلاثة أنواع من

 الشبكات المكعبة: (أ) بسيطة و (ب) مركزية و(ج) مركزية الوجوه أشعة القاعدة للخلايا الابتدائية المختلفة . a₁,a₂,a₃

إن بنية الشبكة الأساسية للألماس C والسيليكون Si والجرمانيوم Ge تدعى شبكة ماسية تتألف الشبكة الماسية من بنيتين مكعتبين مركزيتي الوجوه مع انسحاب بمقدار ربع

القطر المكعب الأول للبنية الثانية، أو بمقدار مسافة من البنية المركزية الوجوه الأولى؛ وهنا تمثل الأشعة 1 و 2 و a3 أشعة المكعب الأول، كما يعرف الشكل 2 (أ). يبدي الشكل 3 ذرات البنية المركزية الوجوه الأولى باللون الأسود، وبعض الذرات من البنية الثانية باللون الرمادي وعليه تحتوي الشبكة الماسية ضعف عدد الذرات في واحدة الحجوم مقارنةً بالشبكة المكعبة المركزية الوجوه ولتسهيل الرؤية قمنا بإضافة تظليل إضافي للذرات المجاورة الأربع الأقرب لكل ذرة المعامل a الذي يميز الشبكة المكعبة يدعى ثابت الشبكة. وتتألف الشبكة التي حجمها V = a³ من ثماني ذرات.

الشكل 7.4: الشبكة الماسية من نوع الشبكات المركزية الوجوه. ترتيب الارتباط الخماسي للذرات المجاورة واضح

بالإضافة إلى الانسحابات يحتوي تناظر البلور عناصر تناظر أخرى كدورانات محددة حول المحاور عالية التناظر في البلورات المكعبة، تكون المحاور الموجهة وفق أشعة القاعدة متكافئة وهي تمثل محاور التناظر من المناسب استخدام نظام إحداثيات

.

مبني حول أشعة القاعدة. يمكن الترميز لمحاور التناظر الثلاثة: [100] و[010] و[001]. استخدمنا هنا الترميز المعروف في علم البلورات [100] هو شعاع الوحدة في الاتجاه x، و [010] في الاتجاه y، و[001] في الاتجاه z.

يظهر الشكل 4 (أ) جميع اتجاهات التناظر المهمة للمكعب. الاتجاهان من النوع [110] و[111] اتجاها تناظر مهمان أيضاً. وبديهي أن هذين الاتجاهين يكافئان الاتجاهين المعاكسين  إضافة إلى الاتجاهات المشابهة. مثلنا في الشكل 4 (أ) اتجاهات التناظر لبلور مكعب. إذا قمنا بحمل البلور إلى نفسه عبر دوران بزاوية حول أحد المحاور عبر البلور، ندعو هذا المحور بمحور الطي النوني Cm.

فمثلاً يوجد ثلاثة محاور طي رباعي C₄ في بلور مكعب وأربع محاور طي ثلاثي C3 كما يظهر الشكل 4 (أ)، تجعل عناصر التناظر للشبكة تحليل خواص البلورات أسهل بكثير.

الشكل 4(أ) اتجاهات التناظر في البلورات المكعبة (ب) اتجاهات التناظر الدوراني في البلورات المكعبة