神奇的人工晶体

当我们使用电脑时，当我们烹饪美味佳肴时，当我们用手机通话时，当新郎给新娘戴上钻戒时，你可曾经想过，发生在身边的这些大事小事都与人工晶体有关。它们已经成为当代日常生活和高科技领域不可缺少的材料。比如：纯净的人工石英晶体即人工晶体，就具有优良的压电性能，它既能把机械能转变成电能，也能把电能转化为机械能，甚至发出唱歌似的声音。遥控器、电子表、手机、声呐等都是利用压电晶体或其他压电材料来实现能量转换得。压电晶体主要用来制作滤波器、谐振器、光偏转器等，被广泛应用在钟表及无线电工业上。
　　
　　我们知道，X光的穿透本领很强，无论人体组织还是几厘米厚的钢板，它都能畅通无阻，因此可用来进行医疗诊断、工业探伤和物质分析。但X光人眼是看不见的，而通过一种晶体就能看得见。在X光或其他高能射线的照射下，这种晶体能够发出荧光，射线越强，荧光越强。这种晶体就是闪烁晶体。光电探测器记录下这些光子数，就可以计算出入射粒子的能量，科学家利用这一原理进行高能物理实验和宇宙射线的探测。人们把用闪烁晶体做成的探测器或荧光屏比喻为看得见X光和高能射线的眼睛。我们对激光并不陌生，利用激光晶体设计激光器，激励后能产生各种激光，如果再加上变频晶体，就能使激光频率增加一倍或数倍，甚至可以把不可见光的红外激光变为可见光，把绿色激光化为蓝色光。现在，常用作激光工作物质的晶体有红宝石晶体、石榴石晶体，掺钛蓝宝石晶体等。激光具有极强的方向性和单色性，能量高度集中，并能产生极高的高度和极远的射程。红宝石激光汽发出的激光，亮度比太阳光要高出几亿倍，照到月亮上也仅是一个变化不大、清晰可辨的明亮光斑。工业生产用激光可以在坚硬的宝石上打出头发针点粗细的小孔。激光还可用于通信，几根细如发丝的光纤代替了笨重昂贵的电缆，但却可以传递更多的信息。
　　
　　如果给各种信息技术材料记功授奖，首功当属半岛晶体。自动化技术的日新月异，电子计算机的更新换代，广播电视的普及与提高，通信事业的迅猛发展都离不开半导体晶体。最常见的半导体晶体是硅和锗，其电阻率介于金属和绝缘体之间。自1958年第一块集成电路诞生以来，集成电路技术迅猛发展，现在科学家已经能够在米粒大小的硅片上集成数十万乃至数百万个晶体管等电子元件，这就是我们的计算机从“386”迅速发展到更新到“奔4”的原因。
　　
　　追溯人类近百年的历史，我们会发现，人工晶体为现代科技的发展立下了赫赫战功。在两次世界大战的时候，石英晶体作为无线电通讯中的一个关键元件，开创了无线电通讯时代。在上世纪五十年代，发现了硅单晶，直接导致了电视、手表、计算机、电话、无线电通讯的诞生，硅单晶的发现，表明了电子时代的来临。上世纪六十年代，红宝石晶体问世，产生了人工激光，为人类迎来了光电时代。从某种意义上说，人工晶体不仅是划分时代的标志，它还是人类进步与繁荣的阶梯，随着更为神奇的晶体的诞生，人类文明必将走向一个更加美好的高科技时代。
　　