Monokristallisia

Monokristallisia viittaa materiaaleihin, jotka muodostuvat yhdestä kiteestä. Tällaisen materiaalin kristallirakenne on yhtenäinen koko kappaleen läpi, eikä siinä ole useiden erillisten kiteiden muodostamia rajapintoja. Tämä eroaa polykrystalline- eli monikiteisten materiaalien rakenteesta, joissa kappale koostuu lukuisista eri suuntaisista kiteistä ja niiden rajapinnat vaikuttavat ominaisuuksiin.

Monokristalliset materiaalit voivat ilmentyä useilla aloilla, mutta niitä pidetään erityisen hyödyllisinä puolijohteissa ja optiikassa. Esimerkiksi monokristallinen pi muodostaa yhtenäisen, hyvin määritellyn rakenteen, mikä parantaa sähkön siirtymää ja vähentää rajapintojen aiheuttamaa häviöä. Tämä tekee siitä suositun valinnan aurinkokennojen ja integroitujen piirejen valmistuksessa.

Valmistusmenetelmät vaihtelevat materiaalin mukaan. Puolijohteissa käytetään usein yleisesti Czochralski- (CZ) tai float-zone- (FZ) kasvatusmenetelmiä suurten yksittäiskiteiden kasvattamiseksi, joita myöhemmin sahataan ohueksi siveltäviksi siruksi. Metallien ja muiden materiaalien kohdalla yksittäiskiteisten näytteiden kasvatus on myös mahdollista, ja ne voivat vaatia erityisiä lämpötilan hallintamenetelmiä tai ohutsarjoja.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi monokristalliset pi- ja silikonirakenteet elektroniikassa, aurinkosähköjärjestelmien komponentit sekä joissain tapauksissa timantti- ja keraanimateriaalien laadukkaat näytteet. Monokristallisten materiaalien määrittäminen ja laadunvarmistus tapahtuvat usein röntgen-diffraktio- ja elektronimikroskopiaan perustuvilla menetelmillä.