Yksikiteisiä

Yksikiteisiä tarkoittaa aineita tai materiaaleja, jotka koostuvat yhdestä, yhtenäisestä kristallirakenteesta ilman merkittäviä kiteiden rajapintoja. Tämä ominaisuus antaa materiaalille usein anisotropisia, eli suuntaan sidoksisia, fysikaalisia ominaisuuksia. Yksikiteisiä käytetään yleisimmin monikielessä termiä monokristallinen kuvaamaan yhtä suurta, jatkuvaa kristallia, esimerkiksi piin tai kosmetisten kiteiden osalta. Yksikiteisiä kiteitä voidaan myös puhua, kun viitataan pienemmistä osista koostuviin, mutta suunnilleen yhtenäiseen kristallirakenteeseen.

Verrattuna polykrystalisiin materiaaleihin, joissa on useita pienempiä kiteitä ja kiteiden rajapintoja, yksikiteiset materiaalit ovat vapaampia rakoilusta ja rajapintojen vaikutuksista. Tämä johtaa usein tarkemmin määriteltyihin sähköisiin, optisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin sekä parempaan suorituskykyyn tietyissä sovelluksissa. Toisaalta valmistus voi olla monimutkaisempaa ja kustannuksiltaan korkeampaa, ja suuria yksikiteisiä kappaleita voidaan valmistaa vain tietyillä tekniikoilla.

Kasvatus- ja valmistusmenetelmät vaihtelevat: piissä käytetään yleisesti Czochralski- ja Bridgman-tekniikoita sekä synteettistä kasvua; puolijohteissa ja optiikassa valitaan sovelluksen mukaan epitaksialkurakenteita tai float-zone-tyyppisiä prosesseja. Kiteiden laadun arviointi tapahtuu kuten röntgendiffraktiolla, Laue-testiin perehtymällä sekä elektronisella ja mikroskooppisella analyysillä.

Käyttökohteita ovat muun muassa yksikiteiset pi- ja klejeeni-laput, puolijohdemateriaalit, optiset komponentit sekä korkeateknologiset komponentit kuten yksikiteiset teräskappaleet ja turbobridge-komponenteja. Luonnossa yksikiteisiä kiteitä esiintyy muun muassa geologisissa mineraaleissa sekä jalometalleissa, mutta suurimmat kaupalliset kappaleet ovat usein ihmisen valmistamia.

Näin ollen yksikiteisiä kuvaa sekä kristallisen rakenteen yhtenäisyyttä että sen vaikutuksia materiaalin ominaisuuksiin ja sovelluksiin.