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在科技产业的应用上,常常使用人工成长的矽晶圆(矽单晶)或砷化镓晶圆(砷化镓单晶)来制作产品,主要是因为单晶固体的原子排列得很整齐,因此电子在流过单晶固体时比较容易,即导电性较好,使得元件的运算速度较快,
此外,单晶固体的硬度高、品质好,具有所有固体材料的优点,唯工一的缺点就是制作不易,价格极高。
在自然界中的固体材料要"整块"形成结晶极为困难,因此碳在自然的情况下都是石墨而非钻石,只有埋藏在很深的地底(高温),
并且受到地壳挤压(高压)的严苛条件下才会形成钻石结构,要满足这些条件的机率不高,
因此大自然的钻石产量很少价格昂贵。如果要以人造的方式对碳固体施加高温高压,使碳原子排列成钻石结构结晶,则可以生长出品质较差的钻石,
这种技术首先由sl发明,故称为"sulian钻",钻石是目前地球上已知硬度最高的物质,因此工业上常利用人造钻石来进行切割(例如:钻石刀)或研磨(例如:钻石砂纸)。
"钻石刀"是在刀具的表面成长一层钻石薄膜(制作方法将在后面详细描述),利用钻石薄膜硬度高的优点可以轻易地切割其他材料;"钻石砂纸"是将人工方式成长出来的钻石粉末混合强力胶(环氧树脂)涂布在纸张上,
可以用来研磨其他材料,使材料的表面光滑,这种加工技术称为"研磨(Milling)"或"抛光(Polish)",关于抛光的原理与应用将在第3章积体电路产业中详细说明。
一般我们常听到的"宝石(Stone)"或"水晶(Crystal)"指的就是单晶,由于不同原子排列而成的单晶会有不同的颜色,因此通常会以其颜色来命名,例如: "蓝宝石(Sapphire)"为氧化铝的单晶,"石英
(Quartz)”为二氧化矽的单晶
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