图3.11为金刚石型晶体结构，图3.11（b）是图3.11（a）的俯视图。它属于面心立方点阵fcc，空间群为Fd3m。其Strukturbericht符号为A4，Pearson符号为cF8，Z=8。该结构可看成是在Cu型结构的基础上增加了4个原子。图3.11中的1、2、3、4即为增加的原子。设图中A原子坐标为（0，0，0），则这四个原子的分数坐标分别是（0.25，0.25，0.25）、（0.75，0.75，0.25）、（0.25，0.75，0.75）、（0.75，0.25，0.75）。这种结构不是最紧密堆积，堆积系数ξ=0.34。属于这种结构的主要有金刚石、Si和Ge。

图3.11　金刚石型晶体结构示意图［图3.11（b）为图3.11（a）的俯视图］（引自Kittle，2005）

金刚石的晶格常数a=b=c=3.567Å，密度为3.15～3.53 g/cm3。提起金刚石，读者可能会首先想到钻石。宝石级金刚石经人工琢磨成各种多面体后就成为钻石。金刚石是碳的亚稳定态，即常温、常压下不稳定，有自动向稳定态转变的趋势。(www.daowen.com)

金刚石中的C以共价键（sp3杂化）与周围4个C相连，键角为109°28′，形成四面体配位。C—C键强大。金刚石晶体中无自由电子。其结构特征赋予其高硬度、熔点可达4500K、热导率大（300K时，达900～2320 W·m-1·K-1）的特点，它比Ag的热导率还大（Ag的热导率约430 W·m-1·K-1）。

金刚石有很高的经济价值。宝石级金刚石，人们主要利用它的高硬度、光彩诱人的色泽。南非的金伯利城因1871年发现钻石而建立，城名则取自当时英国驻南非总督Kimberley伯爵。金伯利是世界上著名的钻石中心，其最大的金伯利矿早在1914年就已关闭。人们还用工业级金刚石制作仪表轴承、玻璃刀、金刚石薄膜、散热片等；利用其半导性（能隙5.47 eV）制作整流器和三极管。

当今典型的信息材料——Si（Silicon）属于金刚石型晶体结构。它是典型的半导体材料。1948年之前，人们对Si半导性的研究还处于零散状态。因Si的带隙为1.1 eV，比Ge的带隙0.67 eV宽，这样可防止温度升高时，有大量电子进入导带而使半导体的性能下降。因而在开始研究半导体时，人们就认为Si比Ge好。但由于当初半导体Si所需的纯度比Ge高得多，且冶炼Si的温度高达1451℃（Ge为937℃）等原因，人们采用的晶体管材料主要是Ge。后来，由于提纯Si的技术取得进展，加上Si表面的氧化物稳定、耐高温等原因，半导体材料由Ge转向了Si。如今，我们已离不开Si了，如手机、电脑中的芯片材料。