Kristal tunggal
Dalam ilmu material, kristal tunggal (atau padatan kristal tunggal atau padatan monokristalin berelasi dengan silikon monokristalin) adalah bahan yang kisi kristal seluruh sampelnya kontinu dan tidak terputus hingga ke tepi sampel, tanpa batas butir. Tidak adanya cacat yang terkait dengan batas butir dapat memberikan sifat unik pada monokristal, terutama mekanik, optik, dan listrik, yang juga dapat bersifat anisotropik, bergantung pada jenis struktur kristalografinya. Sifat-sifat ini, selain membuat beberapa permata menjadi berharga, juga digunakan secara industri dalam aplikasi teknologi, terutama di bidang optik dan elektronik.[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]
Karena efek entropik mendukung adanya beberapa ketidaksempurnaan dalam struktur mikro padatan, seperti pengotor, regangan tidak homogen, dan cacat kristalografi seperti dislokasi, kristal tunggal sempurna dengan ukuran yang berarti sangat jarang terjadi di alam. Kondisi laboratorium yang diperlukan seringkali menambah biaya produksi. Di sisi lain, kristal tunggal yang tidak sempurna dapat mencapai ukuran yang sangat besar di alam: beberapa spesies mineral seperti beryl, gipsum, dan feldspar diketahui telah menghasilkan kristal dengan diameter beberapa meter.
Kebalikan dari kristal tunggal adalah struktur amorf dimana posisi atomnya dibatasi pada orde jarak pendek saja. Di antara kedua ekstrem tersebut terdapat polikristalin, yang terdiri dari sejumlah kristal kecil yang dikenal sebagai kristalit, dan fase parakristalin. Kristal tunggal biasanya memiliki permukaan bidang yang berbeda dan beberapa simetri, di mana sudut antara permukaan akan menentukan bentuk idealnya. Batu permata seringkali berupa kristal tunggal yang dipotong secara artifisial di sepanjang bidang kristalografi untuk memanfaatkan sifat bias dan reflektif.
Aplikasi
[sunting | sunting sumber]- Industri semikonduktor, mikrochip, IC, MOSFET, photovoltaik sel surya
- Aplikasi optik
- Konduktor listrik, komunikasi serat optik, sinyal, sensor
- Bilah turbin kristal tunggal
Lihat pula
[sunting | sunting sumber]- Kristal
- Struktur kristal
- Kristalografi sinar-X
- Silikon monokristalin
- Kristal nano
- Kimia benda padat
- Silikon
- Wafer (elektronik)
- Proses Czochralski
Referensi
[sunting | sunting sumber]- ^ ""Reade Advanced Materials – Single Crystals"". Reade. Diakses tanggal 2021-02-28.
- ^ "Single Crystals – Alfa Chemistry". www.alfa-chemistry.com. Retrieved 2021-02-28.
- ^ "Pure Element Single Crystals – Alfa Chemistry". www.alfa-chemistry.com. Retrieved 2021-02-28.
- ^ "DoITPoMS – TLP Library Atomic Scale Structure of Materials". www.doitpoms.ac.uk. Retrieved 2021-02-28.
- ^ "Growing Single Crystals". Ceramic Materials. 2007. hlm. 507–526. doi:10.1007/978-0-387-46271-4_29. ISBN 978-0-387-46270-7.
- ^ Teal, G.K. and Little, J.B. (1950) “Growth of germanium single crystals,” Phys. Rev. 78, 647. Teal and Little of Bell Telephone Laboratories were the first to produce single crystals of Ge and Si by the Cz method. Cited in "Growing Single Crystals". Ceramic Materials. 2007. hlm. 507–526. doi:10.1007/978-0-387-46271-4_29. ISBN 978-0-387-46270-7.
- ^ Miyazaki, Noriyuki (2015). "Thermal Stress and Dislocations in Bulk Crystal Growth". Handbook of Crystal Growth. hlm. 1049–1092. doi:10.1016/b978-0-444-63303-3.00026-2. ISBN 9780444633033.
- ^ Zalozhny, Eugene (Jul 13th, 2015). "Monocrystal enables high-volume LED and optical applications with 300-kg KY sapphire crystals". LED's Magazine. Retrieved February 27, 2021.
- ^ Jin, Sunghwan; Ruoff, Rodney S. (1 October 2019). "Preparation and uses of large area single crystal metal foils". APL Materials. 7 (10): 100905. doi:10.1063/1.5114861
.
- ^ Zhang, Kai; Pitner, Xue Bai; Yang, Rui; Nix, William D.; Plummer, James D.; Fan, Jonathan A. (23 January 2018). "Single-crystal metal growth on amorphous insulating substrates". Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (4): 685–689. doi:10.1073/pnas.1717882115
- ^ "Single Crystal Substrates – Alfa Chemistry". www.alfa-chemistry.com. Diakses tanggal 2021-03-11.
