Monokristály - egy különálló kristály, amelynek folytonos kristályrácsa van (ellentétben a polikristályokkal - egybenőtt kristályokból álló test). Az egykristályokat a fizikai tulajdonságok anizotrópiája jellemzi. Az egykristály külső alakját atomi kristályrácsa és a kristályosodás körülményei (főleg sebessége és egyenletessége) határozzák meg . A lassan növesztett egykristály szinte mindig jól kifejezett természetes felületet kap; a kristályosodás nem egyensúlyi körülményei között (átlagos növekedési sebesség) a csiszoltság gyengén nyilvánul meg. Még nagyobb kristályosodási sebesség mellett homogén polikristályok keletkeznek egykristály helyett.és sok különböző orientációjú kis egykristályból álló polikristályos aggregátumok. A fazettált természetes egykristályok példái a kvarc , a kősó , az izlandi szál , a gyémánt és a topáz egykristályai . A különleges körülmények között termesztett félvezető és dielektromos anyagok egykristályai nagy ipari jelentőséggel bírnak . Különösen a szilícium egykristályai és a III (harmadik) csoportba tartozó elemek mesterséges ötvözetei a periódusos rendszer V (ötödik) csoportjának elemeivel (például GaAs - gallium-arzenid ) képezik a modern szilárdtest-elektronika alapját. .
A fémek és ötvözeteik egykristályai megnövelt szilárdsági tulajdonságokkal rendelkeznek, és a repülőgép-hajtóművek gyártásában használatosak. Az ultratiszta anyagok egykristályai előállításuk módjától függetlenül ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkeznek.
A kristályosodás az olvadáspont közelében (kondenzáció) megy végbe gáznemű (például fagy és hópelyhek), folyékony (leggyakrabban) és szilárd amorf halmazállapotból hőleadással.
A gázból vagy folyadékból történő kristályosításnak erőteljes tisztítómechanizmusa van: a lassan növesztett egykristályok kémiai összetétele szinte ideális. Szinte minden szennyezőanyag a folyadékban vagy gázban marad (felhalmozódik). Ez azért van így, mert a kristályrács növekedése során a szükséges atomok (molekulakristályok esetében a molekulák ) nemcsak kémiai tulajdonságaik ( valencia ), hanem méretük alapján is spontán kiválasztódnak.
A modern technológia már nem rendelkezik a természetes kristályok tulajdonságainak gazdag készletével (különösen a félvezető lézerek létrehozásához ), és a tudósok kidolgoztak egy módszert, amellyel kristályszerű anyagokat hozhatnak létre közbenső tulajdonságokkal váltakozó ultravékony (egységek - több tíz nanométeres) növesztésével. ) hasonló kristályrács-paraméterekkel rendelkező kristályrétegek .
| Az anyag termodinamikai állapotai | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fázis állapotok |
| ||||||||||||||||
| Fázisátmenetek |
| ||||||||||||||||
| Diszpergált rendszerek |
| ||||||||||||||||
| Lásd még | |||||||||||||||||