空間群與晶體學記號

非點式空間群(nonsymmorphic space group)

非點式空間群是「本質上」含有螺旋軸或滑移面的那種——這種對稱之所以成立,正因為有一個分數晶格平移內建其中。你無法靠任何巧妙的原點選擇把那個平移去掉;它是內在的。230 個空間群中,有 157 個是非點式的(其餘 73 個是簡單的點式群)。

精確的判準如下。在點式群中,存在一個原點,使每個對稱操作都化為純粹的點操作(旋轉、鏡射、反演),不帶任何平移。在非點式群中,沒有這樣的原點:無論你把原點放哪裡,至少有一個操作頑固地保留分數平移——這正是本質螺旋或滑移的印記。記號會明白顯示:像 2_1、4_1 或 6_3 這樣的下標,或 a、b、c、n、d 這些滑移字母。例子有 P2_1/c、Pnma、P6_3/mmc,以及鑽石的 Fd-3m(其中的 d 是鑽石型滑移)。

非點式對稱不只是記帳上的細節——它有實實在在的效應。它會在繞射中強制出特定的系統消光(偵測螺旋或滑移的經典手法),而在電子結構中,它可在布里淵區邊界迫使能帶無可避免地黏在一起形成簡併,這如今是拓撲材料物理的核心事實。而且它很常見:有機分子晶體中觀測到最頻繁的空間群 P2_1/c,就是非點式的。

鑽石的空間群是 Fd-3m,因其 d 滑移而為非點式。正是這個滑移把兩套互相貫穿的碳次晶格縫合起來,並賦予鑽石獨具特色的系統消光。

非點式:一個本質的螺旋或滑移,無論怎麼選原點都去不掉。

若換個設定就能把螺旋或滑移消掉,記號中出現它們並不當然使該群成為非點式——但對於國際晶體學表中的標準設定記號,只要看得見下標或滑移字母,就確實是非點式。73 對 157 的劃分是精確的。

又称
non-symmorphic group非簡單空間群非點群式空間群