什么是單晶?

　　單晶是由結構基元在三維空間內，呈周期排列而成的固態物質。如水晶，金剛石，寶石等。單向有序排列決定了它具有以下特征：均勻性、各向異性、自限性、對稱性、最小內能和最大穩定性。隨著生產和科學技術的發展，天然單晶已經不能滿足人們的需要，各種產業都提出了對單晶材料的大量需求，如：鐘表業提出了對紅寶石的大量需求、機械加工業提出了對金剛石的需求等等。于是單晶材料的歷史就進入了人工制備的階段。

　　單晶的常用制備方法

　　單晶生長常用制備方法直拉法、揮發法、坩堝下降法、區熔法、溶液生長、定向凝固法等。

　　1.直拉單晶制造法(Czochralski，簡稱CZ法)

　　原理：直拉法又稱提拉法，是將構成晶體的原料放在坩堝中加熱熔化，在熔體表面接籽晶提拉熔體，在受控條件下，使籽晶和熔體的交界面上不斷進行原子或分子的重新排列，隨降溫逐漸凝固而生長出單晶體。

　　方法：首先將待生長的晶體的原料放在耐高溫的坩堝中加熱熔化，調整爐內溫度場，使熔體上部處于過冷狀態;然后在籽晶桿上安放一粒籽晶，讓籽晶接觸熔體表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并轉動籽晶桿，使熔體處于過冷狀態而結晶于籽晶上，在不斷提拉和旋轉過程中，生長出圓柱狀晶體。

　　提拉法是從熔體中生長晶體常用的方法。用此法可以拉出多種晶體，如單晶硅、白鎢礦、釔鋁榴石和均勻透明的紅寶石等。

　　2.揮發法

　　原理：依靠溶液的不斷揮發，使溶液由不飽和達到飽和過飽和狀態 [2] 。

　　條件：固體能溶解于較易揮發的有機溶劑理論上，所有溶劑都可以，但一般選擇60～120℃ [2] 。

　　注意：不同溶劑可能培養出的單晶結構不同方法：將固體溶解于所選有機溶劑，有時可采用加熱的辦法使固體完全溶解，冷卻至室溫或者再加溶劑使之不飽和，過濾，封口，靜置培養 。

　　3.擴散法

　　原理：利用二種完全互溶的沸點相差較大的有機溶劑。固體易溶于高沸點的溶劑，難溶或不溶于低沸點溶劑。在密封容器中，使低沸點溶劑揮發進入高沸點溶劑中，降低固體的溶解度，從而析出晶核，生長成單晶。液體等。一般選難揮發的溶劑，如DMF,DMSO,甘油甚至離子 [2] 。

　　條件：固體在難揮發的溶劑中溶解度較大或者很大，在易揮發溶劑中不溶或難溶。經驗：固體在難揮發溶劑中溶解度越大越好。培養時，固體在高沸點溶劑中必須達到飽和或接近過飽和 [2] 。

　　方法：將固體加熱溶解于高沸點溶劑，接近飽和，放置于密封容器中，密封容器中放入易揮發溶劑，密封好，靜置培養 [2] 。