螢石結構

螢石結構得名自螢石礦物（氟化鈣 CaF2），是 AX2 型陶瓷（一個陽離子配兩個陰離子）的原型。最俐落的想像方式：把陽離子放在面心立方格上，再在每一個四面體間隙放進一個陰離子。因為 FCC 排列有八個四面體間隙、四個陽離子，全部填滿就自動得到 1:2 的比例。

配位是不對稱的 8:4。每個大陽離子位於八個陰離子構成的立方中心（配位 8），而每個陰離子只被四個陽離子以四面體圍住（配位 4）。立方晶胞內有四個化學式單位。關鍵是，這種結構的八面體間隙完全空著，在晶體中留下寬敞的通道。

正是那些空通道讓螢石結構的氧化物如此有用。立方氧化鋯（ZrO2）、氧化鈾（UO2，核燃料）、氧化釷（ThO2）與氧化鈰（CeO2）都採用這種結構，其開放的晶格能容忍缺氧與間隙原子，所以摻雜它們會造出能自由跳躍的氧空位，把它們變成供燃料電池與感測器使用的氧離子導體。誠實提醒：純 ZrO2 只有在極高溫才是立方螢石結構；必須用氧化釔等添加物穩定，才能在室溫保住那個結構。