人工晶體基礎知識

什么是人工晶體呢？人工晶體，顧名思義，就是人工合成和培育的晶體。它主要是用于區別自然界中天然形成的各種礦物晶體。我國古代的勞動人民，很早就認識了天然的晶體，并了解到它們對人們日常生活的重要性，同時還把它們作為藥物，用來治療各種疾病。這在我國古代的文獻中如《本草綱目》都有著詳細的記載。然而遺憾的是，由于文化以及生產力水平的限制，人們并沒有將這些經驗發展成為一門單獨的技藝并有意識地來生長各種晶體。
      現代人工晶體事業的發展，即采用現代化的人工方法批量生長高技術單晶材料，起自于19世紀末到20世紀初。由于鐘表工業的發展，對于作為耐磨軸承材料紅寶石的巨大需求，促使法國的維爾納葉(Berneuil)發明了焰熔法來生長紅寶石，并很快投入批量生產，開創了以人工方法合成單晶代替天然晶體實現產業化的先例。隨著社會的發展和工業的進步，人工晶體在現代高技術領域的各個方面都得到了廣泛的應用。在社會需求的驅動下，晶體生長的科學和技術如今正在飛速發展，同時，借助于各種先進的技術手段，人們生長出各種色彩斑斕的多功能晶體。

我國古代的人工晶體

我國是一個具有五千余年歷史的文明古國，古代人民創造了燦爛的文化和科學技術。晶體生長作為一門科學和技藝，在中國古代早就有所涉及。從遠古對雪花（冰）晶體的觀察，到海鹽的大規模結晶，從冶鐵到煉丹，從利用天然礦物到制備人工晶體，我國古代勞動人民辛勤的探索和實踐，為人們提供了寶石、鹽、糖、芒硝和各種藥物晶體，滿足著當時人們精神和物質方面的需求。我國古代人工晶體生長的歷史悠久，門類也比較多。雖然，當時的人們可能沒有意識到自己在“生長”晶體，在制造“人工晶體”，但是，從實質上講，他們確實是最早的人工晶體生長的實踐者。
人工晶體的分類
      晶體的種類繁多，性能各異。并且由于大多數晶體通常不只具有單一功能，所以給其分類帶來了復雜性。比如“水晶”，不僅僅常見于應用在光學元器件領域，隨著現代通訊技術的發展，還被更多地用于頻率器件，即廣泛地應用了它的壓電性能。在這里，我們只是根據晶體的功能結合其主要應用領域對一些常見的晶體作一個初步的分類。如超硬晶體、壓電晶體、半導體晶體、光功能晶體等。這種分類的方法不一定規范和科學，但求能突出晶體在具體應用領域所具備的物理性質。

其它人工晶體
    人工晶體不只是那些具有特殊物理性能的晶體，也有一些因美麗而受關注的人工寶石，如人造藍寶石，多彩人造水晶等。鑒于人工晶體原料的高純性，它們的質地往往優于天然寶石，價格卻低于天然寶石，倍受歡迎。隨著科學技術的進步，光子晶體和納米晶體也相繼成為人工晶體的一員。同時現今為大家所熟知的液晶，以及才被納入晶體行列的準晶也成為當今人工晶體的重要分支方向。

中國牌人工晶體
我國的人工晶體起步較晚，但自新中國成立以來，尤其是改革開放以后，我國廣大科技工作者經過多年的艱辛研究與開發，在人工晶體各個研究領域取得了令世界同行矚目的成績，并發現了一大批具有中國自主知識產權的人工晶體，這些晶體在國際上被譽為“中國牌人工晶體”。它們中有居于國際先進水平的激光晶體：YAG晶體、Ti：Al2O3、YVO4、LiSAF；非線性光學晶體：KTP、KN、BBO、KDP、LBO、CBO；紅外光學晶體：CaF2、MgF2；閃爍晶體：BGO、CsI晶體等。同時人工晶體已經或正在形成產業，例如我國的超硬材料人造金剛石，總產量已經居于世界第一；寶石晶體立方氧化鋯也成為世界最大生產國。人造水晶、鈮酸鋰、鉭酸鋰、釩酸釔等晶體液逐漸形成較大規模的生產。