晶体漫谈_科普之友

晶体具有规则的几何外形、固定的熔沸点、各向异性（如云母的解离性各个方向不同）。其原因是组成晶体的质点（分子、原子、离子）以确定位置的点在空间作有规则的排列，这些点群具有一定的几何形状，称为结晶格子（简称晶格）。
　　
　　每个质点在晶格中所占的位置称为晶格的结点。晶体中含有晶体结构中具有代表性的最小部分称为单元晶体（简称晶胞）。根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的相互作用不同，可将晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体等。
　　
　　常见的盐、味精、雪化、宝石、石英、各种金属及合金制品是晶体，工业中的矿物岩石也是晶体，就连地上的泥土沙石也包含着许多晶体。玻璃、珍珠、沥青、塑料等则是非体晶。那如何才能快速鉴定某种物质是晶体还是非晶体呢？一种最常见的技术是X射线技术。如没有X线机，可以根据是否有固定的熔点来判断。当温度升高到某一温度便开始熔解，而在熔解的过程中温度不变则为晶体。
　　
　　晶体是怎么长出来呢？自然界中晶体的形成同食盐的结晶过程一样，从溶液中诞生。比如，岩石的裂缝处充满了溶解的液态物质，一些晶体就逐渐沉积在岩石表面。当岩石表面的水蒸发之后，晶体也就随之形成了。许多晶体是在令人难以置信的压力和温度下形成的。比如，钻石就是在地壳深出高温高压的岩桨中产生的，这些钻石因地壳变动和火山喷发而被送到地球表面。
　　
　　但是自然界蕴藏的晶体远远满足不了人们的需要，因此，科学家就师法自然，模拟自然界的成矿条件培育晶体，这就是人工晶体。海水里提炼出的食盐就是人工晶体之一。现在，人们不仅能用人工方法合成出自然界没有的晶体，如水晶、金刚石、人工合成胰岛素等，也能用人工方法合成出自然界没有的晶体，如常见的单晶硅。
　　
　　这些人工晶体不但能满足人们独特的审美需求，还能在工业生产中发挥重要作用。比如，纯净的人工石英晶体（即人工冰晶）是一种优良的压电晶体，它既能把机械能转变成电能；也能把电能转变成机械能。压电晶体被广泛应运在钟表和无线电工业上，遥控器、电子表、手机、声纳等都是利用压电晶体或其他压电材料来实现能量转换的。人们利用闪烁晶体制造的探测器进行高能物理实验和宇宙射线的探测；利用激光晶体（如人造的红宝石晶体、石榴石晶体）制造的激光器产生各种激光。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等都离不开半导体晶体。
　　
　　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。在第二次世界大战中，石英晶体作为无线电通信中的一个关键元件，开创了无线电通信时代。20世纪50年代，人们发现了硅单晶，导致了电视、电子表、计算机、电话、无线电通信的诞生。硅单晶的发现，表明了电子时代的来临。20世纪60年代，人造红宝石晶体问世，产生了激光，为人类迎来了光电子时代。从某中意义上来说，人工晶体不仅是划时代的标志，还使人类进步与繁荣的阶梯。随着更为神奇的人工晶体的诞生，人类文明将走向一个更加美好的高科技时代。
　　