人工晶体基础知识

什么是人工晶体呢？人工晶体，顾名思义，就是人工合成和培育的晶体。它主要是用于区别自然界中天然形成的各种矿物晶体。我国古代的劳动人民，很早就认识了天然的晶体，并了解到它们对人们日常生活的重要性，同时还把它们作为药物，用来治疗各种疾病。这在我国古代的文献中如《本草纲目》都有着详细的记载。然而遗憾的是，由于文化以及生产力水平的限制，人们并没有将这些经验发展成为一门单独的技艺并有意识地来生长各种晶体。
      现代人工晶体事业的发展，即采用现代化的人工方法批量生长高技术单晶材料，起自于19世纪末到20世纪初。由于钟表工业的发展，对于作为耐磨轴承材料红宝石的巨大需求，促使法国的维尔纳叶(Berneuil)发明了焰熔法来生长红宝石，并很快投入批量生产，开创了以人工方法合成单晶代替天然晶体实现产业化的先例。随着社会的发展和工业的进步，人工晶体在现代高技术领域的各个方面都得到了广泛的应用。在社会需求的驱动下，晶体生长的科学和技术如今正在飞速发展，同时，借助于各种先进的技术手段，人们生长出各种色彩斑斓的多功能晶体。

我国古代的人工晶体

我国是一个具有五千余年历史的文明古国，古代人民创造了灿烂的文化和科学技术。晶体生长作为一门科学和技艺，在中国古代早就有所涉及。从远古对雪花（冰）晶体的观察，到海盐的大规模结晶，从冶铁到炼丹，从利用天然矿物到制备人工晶体，我国古代劳动人民辛勤的探索和实践，为人们提供了宝石、盐、糖、芒硝和各种药物晶体，满足着当时人们精神和物质方面的需求。我国古代人工晶体生长的历史悠久，门类也比较多。虽然，当时的人们可能没有意识到自己在“生长”晶体，在制造“人工晶体”，但是，从实质上讲，他们确实是最早的人工晶体生长的实践者。
人工晶体的分类
      晶体的种类繁多，性能各异。并且由于大多数晶体通常不只具有单一功能，所以给其分类带来了复杂性。比如“水晶”，不仅仅常见于应用在光学元器件领域，随着现代通讯技术的发展，还被更多地用于频率器件，即广泛地应用了它的压电性能。在这里，我们只是根据晶体的功能结合其主要应用领域对一些常见的晶体作一个初步的分类。如超硬晶体、压电晶体、半导体晶体、光功能晶体等。这种分类的方法不一定规范和科学，但求能突出晶体在具体应用领域所具备的物理性质。

其它人工晶体
    人工晶体不只是那些具有特殊物理性能的晶体，也有一些因美丽而受关注的人工宝石，如人造蓝宝石，多彩人造水晶等。鉴于人工晶体原料的高纯性，它们的质地往往优于天然宝石，价格却低于天然宝石，倍受欢迎。随着科学技术的进步，光子晶体和纳米晶体也相继成为人工晶体的一员。同时现今为大家所熟知的液晶，以及才被纳入晶体行列的准晶也成为当今人工晶体的重要分支方向。

中国牌人工晶体
我国的人工晶体起步较晚，但自新中国成立以来，尤其是改革开放以后，我国广大科技工作者经过多年的艰辛研究与开发，在人工晶体各个研究领域取得了令世界同行瞩目的成绩，并发现了一大批具有中国自主知识产权的人工晶体，这些晶体在国际上被誉为“中国牌人工晶体”。它们中有居于国际先进水平的激光晶体：YAG晶体、Ti：Al2O3、YVO4、LiSAF；非线性光学晶体：KTP、KN、BBO、KDP、LBO、CBO；红外光学晶体：CaF2、MgF2；闪烁晶体：BGO、CsI晶体等。同时人工晶体已经或正在形成产业，例如我国的超硬材料人造金刚石，总产量已经居于世界第一；宝石晶体立方氧化锆也成为世界最大生产国。人造水晶、铌酸锂、钽酸锂、钒酸钇等晶体液逐渐形成较大规模的生产。