monikristalliset

Monikristalliset, eller monokristallina material, bezeichnet ett material som består av en enda sammanhängande kristall utan kornindelningar. Det innebär att atomernas ordning är regelbundn över hela provbiten och att egenskaperna kan vara anisotropa, dvs. de varierar med riktning i kristallen. Jämfört med polykrystallina material saknas korngränser som annars påverkar mekaniska och elektriska egenskaper.

Tillverkning och tillväxtmetoder: De flesta monokristrallarna produceras genom särskilda tillväxttekniker. Vanliga metoder är Czochralski-processen (CZ), där en liten kristall dras ur en smält massem och växer till en större kontinuerlig kristall, samt float-zone-metoden, där en smält zon rör sig längs en remsa för att uppnå hög renhet och ordnad kristallstruktur. Andra tekniker, som Bridgman-metoden, används för vissa material. Material som ofta tillverkas som monokristaller inkluderar kisel för halvledare och solceller samt optiska material som saphir (Al2O3) och kvarts.

Egenskaper och användning: Monokristallina material kännetecknas av låg defektstäthet genom frånvaro av korngränser, vilket ofta ger hög renhet, bättre elektriska och optiska egenskaper samt anpassad mekanisk styrka beroende på riktning. Inom elektroniken används monokristallint kisel för integrerade kretsar och higher-effektiva solceller, medan monokrystaller av saphir och andra kristaller används som optiska material och i skärande verktyg. Begränsningar inkluderar höga produktionskostnader och långsammare tillväxt jämfört med polykrystallina material, samt att vissa egenskaper är starkt orienteringsberoende och kräver noggrann kontroll av kristallens riktning.