金剛石是碳原子的一種結晶體。其中的碳原子都以共價鍵結合，原子排列的基本規律是每一個碳原子的周圍都有4個按照正四面體分布的碳原子；這種結構可看成是由兩套面心立方Bravais格子套構而成的，套構的方式是沿着單胞[結晶學元胞]立方體對角線的方向移動1/4距離；也可以看成是由許多（111）的原子密排面沿着[111]方向、按照ABCABCABC···規律堆積起來而構成的；每個單胞中包含有8個原子，每個原胞中包含有2個不等價的原子，是一種複式晶格。重要的半導體Si和Ge就具有金剛石型的晶體結構。
金剛石晶格的倒格子是體心立方格子。因此，Si和Ge等金剛石型晶體中電子的Brillouin區也就是體心立方格子中的W-S原胞，其形狀是切角六面體（即14面體）。金剛石是原子晶體,一塊金剛石是一個巨分子,N個C原子的聚合體。
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