當我們使用電腦時,當我們烹飪美味佳肴時,當我們用手機通話時,當新郎給新娘戴上鉆戒時,你可曾經想過,發(fā)生在身邊的這些大事小事都與人工晶體有關。它們已經成為當代日常生活和高科技領域不可缺少的材料。比如:純凈的人工石英晶體即人工晶體,就具有優(yōu)良的壓電性能,它既能把機械能轉變成電能,也能把電能轉化為機械能,甚至發(fā)出唱歌似的聲音。遙控器、電子表、手機、聲吶等都是利用壓電晶體或其他壓電材料來實現(xiàn)能量轉換得。壓電晶體主要用來制作濾波器、諧振器、光偏轉器等,被廣泛應用在鐘表及無線電工業(yè)上。
我們知道,X光的穿透本領很強,無論人體組織還是幾厘米厚的鋼板,它都能暢通無阻,因此可用來進行醫(yī)療診斷、工業(yè)探傷和物質分析。但X光人眼是看不見的,而通過一種晶體就能看得見。在X光或其他高能射線的照射下,這種晶體能夠發(fā)出熒光,射線越強,熒光越強。這種晶體就是閃爍晶體。光電探測器記錄下這些光子數(shù),就可以計算出入射粒子的能量,科學家利用這一原理進行高能物理實驗和宇宙射線的探測。人們把用閃爍晶體做成的探測器或熒光屏比喻為看得見X光和高能射線的眼睛。我們對激光并不陌生,利用激光晶體設計激光器,激勵后能產生各種激光,如果再加上變頻晶體,就能使激光頻率增加一倍或數(shù)倍,甚至可以把不可見光的紅外激光變?yōu)榭梢姽,把綠色激光化為藍色光。現(xiàn)在,常用作激光工作物質的晶體有紅寶石晶體、石榴石晶體,摻鈦藍寶石晶體等。激光具有極強的方向性和單色性,能量高度集中,并能產生極高的高度和極遠的射程。紅寶石激光汽發(fā)出的激光,亮度比太陽光要高出幾億倍,照到月亮上也僅是一個變化不大、清晰可辨的明亮光斑。工業(yè)生產用激光可以在堅硬的寶石上打出頭發(fā)針點粗細的小孔。激光還可用于通信,幾根細如發(fā)絲的光纖代替了笨重昂貴的電纜,但卻可以傳遞更多的信息。
如果給各種信息技術材料記功授獎,首功當屬半島晶體。自動化技術的日新月異,電子計算機的更新?lián)Q代,廣播電視的普及與提高,通信事業(yè)的迅猛發(fā)展都離不開半導體晶體。最常見的半導體晶體是硅和鍺,其電阻率介于金屬和絕緣體之間。自1958年第一塊集成電路誕生以來,集成電路技術迅猛發(fā)展,現(xiàn)在科學家已經能夠在米粒大小的硅片上集成數(shù)十萬乃至數(shù)百萬個晶體管等電子元件,這就是我們的計算機從“386”迅速發(fā)展到更新到“奔4”的原因。
追溯人類近百年的歷史,我們會發(fā)現(xiàn),人工晶體為現(xiàn)代科技的發(fā)展立下了赫赫戰(zhàn)功。在兩次世界大戰(zhàn)的時候,石英晶體作為無線電通訊中的一個關鍵元件,開創(chuàng)了無線電通訊時代。在上世紀五十年代,發(fā)現(xiàn)了硅單晶,直接導致了電視、手表、計算機、電話、無線電通訊的誕生,硅單晶的發(fā)現(xiàn),表明了電子時代的來臨。上世紀六十年代,紅寶石晶體問世,產生了人工激光,為人類迎來了光電時代。從某種意義上說,人工晶體不僅是劃分時代的標志,它還是人類進步與繁榮的階梯,隨著更為神奇的晶體的誕生,人類文明必將走向一個更加美好的高科技時代。
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