monocristallino

Monocristallino, o monocristallino, è un termine utilizzato per descrivere un materiale solido che è costituito da un singolo cristallo con una continua reticolare cristallina priva di confini di grano. In questo tipo di materiale, l’orientazione cristallina è uniforme in tutto il volume, sebbene possano essere presenti difetti cristallini minori. Questo conferisce proprietà fisiche e ottiche spesso distinte dall’uso di materiali policristallini o amorfi.

Rispetto ai materiali policristallini, i monocristallini mostrano assenza di confini di grano, che in genere influenzano la mobilità degli elettroni, la resistenza meccanica lungo determinate direzioni e la propagazione di onde ottiche. Di conseguenza, presentano proprietà elettroniche, ottiche e meccaniche più prevedibili e, in molti casi, superiori in specifiche applicazioni.

Metodi di crescita e materiali comuni: i monocristalli si ottengono tramite processi di crescita controllata, tra cui il metodo di Czochralski, il Bridgman-Stockbarger e la floating-zone. I materiali monocristallini più diffusi sono il silicio monocristallino, usato nell’elettronica e nei moduli fotovoltaici, il germanio e alcuni semiconduttori III-V (ad es. GaAs). Oltre all’uso tecnologico, i monocristalli gemmologici come rubino e zaffiro sono apprezzati in gioielleria e in applicazioni ottiche.

Applicazioni e considerazioni: i wafer di silicio monocristallino offrono elevata qualità e efficienza in microchip e celle solari, ma comportano costi di produzione superiori rispetto al silicono policristallino. I monocristalli sono scelti quando è necessaria una proprietà anisotropa o una superficie otticamente regolare.