单晶是整块材料原子 / 离子晶格连续、只有一个取向,无晶界的晶体,分为半导体单晶、光学 / 激光单晶、金属单晶、压电 / 功能氧化物单晶、天然单晶五大类:
单晶硅 Si:直拉 CZ、区熔 FZ,芯片、光伏、功率器件,*主流单晶国家统计局
锗单晶 Ge:红外探测器、早期晶体管
砷化镓 GaAs:射频芯片、LED、激光器(III-V 族)
氮化镓 GaN:快充功率器件、紫外 LED
磷化铟 InP:光通信激光器
碳化硅 SiC:宽禁带半导体,新能源车、高压电源
氧化锌 ZnO、硒化锌 ZnSe、硫化锌 ZnS:II-VI 族,红外窗口
蓝宝石 Al₂O₃:窗口、衬底;掺钛蓝宝石 Ti:Sapphire,飞秒激光晶体
YAG(钇铝石榴石 Y₃Al₅O₁₂);Nd:YAG(掺钕 YAG)固体激光,工业切割
Yb:YAG、LuAG:高功率激光单晶
氟化钙 CaF₂、氟化钡 BaF₂:深紫外、红外光学窗口
石英单晶 α-SiO₂:压电 + 光学,水热法生长
铌酸锂 LiNbO₃(LN):电光调制、光通信、声表面波 SAW,非常重要
钽酸锂 LiTaO₃(LT):高温压电、红外探测
锗酸铋 BGO(Bi₄Ge₃O₁₂):闪烁晶体,CT、高能粒子探测抖音百科
KDP、DKDP(磷酸二氢钾 / 氘代 KDP):大口径非线性光学,激光聚变
金属单晶去掉晶界,高温蠕变性能极强
镍基单晶:航空发动机涡轮叶片(CMSX-4、René N5 等)
铝单晶 Al、铜单晶 Cu、镍单晶 Ni、铁单晶 Fe:基础力学、表面科研样品
钛单晶:钛合金基础研究
天然形成的单晶体:
天然金刚石(钻石单晶)
天然石英(水晶单晶)
刚玉单晶(红宝石、蓝宝石原石)
绿柱石(祖母绿、海蓝宝石单晶)