Kidekristallit

Kidekristallit ovat kiinteitä aineita, joissa atomien tai ionien säännöllinen kolmiulotteinen järjestys muodostaa pitkän kideverkon. Tämä järjestys antaa kristalleille tarkasti määritellyn geometrian sekä usein anisotropiset ominaisuudet, jotka riippuvat suunnasta mittauksessa.

Rakenteeltaan kidekristallit koostuvat toistuvista yksikkösoluista; yksikkösolun geometria ja symmetria määrittävät kidejärjestelmän sekä mahdolliset kasvun ja pinnan ominaisuudet. Yleisiä kidejärjestelmiä ovat kuubinen, tetragonalinen, ortorombinen ja hexagonaalinen.

Kasvu ja synty: Kiteytyminen tapahtuu, kun neste tai sulat jähmettyy tai liuos muuttuu ylikylläiseksi, jolloin atomit järjestäytyvät säännöllisesti. Kidekristallit muodostuvat sekä luonnossa mineraaleina geologisissa prosesseissa että laboratorio-olosuhteissa teollisuus- ja tutkimuskäyttöön.

Ominaisuudet: Kidekristallit ovat anisotropisia: niiden mekaaniset, optiset ja lämmönjohtavuusominaisuudet voivat vaihdella suunnan mukaan. Niillä on usein tarkkaan määritelty murtumispinta (cleavage) ja ne voivat olla erikokoisia sekä erottuvia optisia ominaisuuksiaan.

Esimerkkejä: luonnossa yleisiä kidekristalleja ovat kvartsi (SiO2), kalsiitti (CaCO3) ja fluoriitti (CaF2). Teknisissä sovelluksissa kasvatetaan suuria puhtaita kidekristalleja puolijohteissa, optiikassa ja lasertekniikassa.

Tutkimus ja analyysi: Kidekristallien rakenteen ja laadun tutkimuksessa käytetään röntgensäteilyn diffraktiota (XRD), elektronimikroskopiaa sekä polarisoidulla valolla tehtäviä optisia tutkimuksia. Näiden menetelmien avulla voidaan määrittää kidekristallin rakenne, puhtaus ja sisäiset epäjatkuvuudet.