山东大学晶体材料研究所的研究方向和任务

晶体所的主要研究方向包括新的功能晶体的设计和探索，实用功能晶体材料的生长、表征及其应用；低维晶体材料包括半导体薄膜、铁电薄膜、纤维、微纳材料及其相关原型器件的研究和应用；晶体生长及材料制备过程的基础研究等。

研究所的任务是：从事人工晶体及相关材料的组成、基团、结构和功能性质之间关系的探索和研究、设计和制备新的功能材料；重视材料制备基本过程的研究，改进和拓展现有功能晶体及相关材料的特性，充分利用材料的综合性能，开展有科学意义和实用价值的功能晶体及相关材料、功能晶体器件的设计、制备和应用；逐步扩展与功能晶体相关的各种新型功能材料的研究；发展以功能晶体为核心的功能材料科学与技术。

晶体材料研究所长期以来，坚持以功能晶体制备及应用为中心内容的四个主要研究方向，顺应材料科学技术的发展趋势，不断地对这四个方向所包含的实质内涵进行适当的调整、拓宽和充实。

经过多年的建设和发展，研究所已经从最初的以溶液生长为主、设备简陋的科研小组，发展到今天晶体生长方法齐全，结构、性能表征与器件制作设备先进的国家重点实验室；科研工作已由刚开始的跟踪、仿制国际先进材料，逐步发展到今天在材料设计、制备及相关技术等方面颇具创新能力，整体研究实力处于国际先进水平。同时，逐步形成了知识和年龄结构合理的优秀研究群体。

晶体是有固定的熔点和沸点，而非晶体就没有固定的熔点和沸点。它们分子的空间排列一个有规律一个杂乱

大家知道,物质有三种聚集态：气体、液体和固体。但是,你知道根据其内部构造特点,固体又可分为几类吗?可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。

晶体在合适的条件下，通常都是面平棱直的规则几何形状,就像有人特意加工出来的一样。其内部原子的排列十分规整严格,比士兵的方阵还要整齐得多。如果把晶体中任意一个原子沿某一方向平移一定距离,必能找到一个同样的原子。而玻璃(及其他非晶体如石蜡、沥青、塑料等)内部原子的排列则是杂乱无章的。准晶体是最近发现的一类新物质,其内部原子排列既不同于晶体,也不同于非晶体。

仅从外观上,用肉眼很难区分晶体、非晶体与准晶体。一块加工过的水晶晶体与同样形状的玻璃(非晶体)外观上几乎看不出任何区别。同样,一层金属薄膜(通常是晶体)与一层准晶体金属膜从外观上也看不出差异。那么,如何才能快速鉴定出它们呢?一种最常用的技术是X光技术。X光技术诞生以后,很快就被科学家用于固态物质的鉴定。如果利用X光技术对固体进行结构分析,你很快就会发现,晶体和非晶体、准晶体是截然不同的三类固体。

由于物质内部原子排列的明显差异,导致了晶体与非晶体物理化学性质的巨大差别。例如,晶体有固定的熔点（当温度高到某一温度便立即熔化）,物理性质(力学、光学、电学及磁学性质等)表现出各向异性（比如光线在水晶中传播方向不同，速度也不一样）。而玻璃及其他非晶体(亦称为无定形体)则没有固定的熔点（从软化到熔化是一个较大的温度范围）,物理性质方面则表现为各向同性。自然界中的绝大多数矿石都是晶体,就连地上的泥土沙石也是晶体,冬天的冰雪是晶体,日常见到的各种金属制品亦属晶体。可见晶体并不陌生,它就在我们的日常生活中。

人们通过长期认识世界、改造世界的实践活动,逐渐发现了自然界中各种矿物的形成规律,并研究出了许许多多合成人工晶体的方法和设备。现在,人们既可以从水溶液中获得单晶体,也可以在数千度的高温下培养出各种功能晶体(如半导体晶体、激光晶体等)既可以生产出重达数吨的大块单晶,也可研制出细如发丝的纤维晶体,以及只有几十个原子层厚的薄膜材料。五光十色丰富多彩的人工晶体已悄悄地进入了我们的生活,并在各个高新技术领域大显神通。

【晶体】具有规则几何形状的固体。其内部结构中的原子、离子或分子都在空间呈有规则的三维重复排列而组成一定型式的晶格。这种排列称为晶体结构。晶体点阵是晶体粒子所在位置的点在空间的排列。相应地在外形上表现为一定形状的几何多面体，这是它的宏观特性。同一种晶体的外形不完全一样，但却有共同的特点。各相应晶面间的夹角恒定不变，这条规律称为晶面角守恒定律，它是晶体学中重要的定律之一，是鉴别各种矿石的依据。晶体的一个基本特性是各向异性，即在各个不同的方向上具有不同的物理性质，如力学性质（硬度、d性模量等等）、热学性质（热膨胀系数、导热系数等等）、电学性质（介电常数、电阻率等等）光学性质（吸收系数、折射率等等）。例如，外力作用在云母的结晶薄片上，沿平行于薄片的平面很容易裂开，但在薄片上裂开则非易事。岩盐则容易裂成立方体。这种易于劈裂的平面称为解理面。在云母片上涂层薄石蜡，用烧热的钢针触云母片的反面，便会以接触点为中心，逐渐化成椭圆形，说明云母在不同方向上导热系数不同。晶体的热膨胀也具各向异性，如石墨加热时沿某些方向膨胀，沿另一些方向收缩。晶体的另一基本特点是有一定的熔点，不同的晶体有它不相同的熔点。且在熔解过程中温度保持不变。

对晶体微观结构的认识是随生产和科学的发展而逐渐深入的。1860年就有人设想晶体是由原子规则排列而成的，1912年劳埃用X射线衍射现象证实这一假设。现在已能用电子显微镜对晶体内部结构进行观察和照相，更有力地证明假想的正确性。

【非晶体】指组成它的原子或离子不是作有规律排列的固态物质。如玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料、人造丝等都是非晶体。从本质上说，非晶体是粘滞性很大的液体。解理面的存在说明晶体在不同方向上具有不同的力学性质，非晶体破碎时因各向同性而没有解理面，例如，玻璃碎片的形状就是任意的。若在玻璃上涂一薄层石蜡，用烧热的钢针触及背面，则以触点为中心，将见到熔化的石蜡成圆形。这说明导热系数相同。非晶体没有固定的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后由稠逐渐变稀，成为流体。具有一定的熔点是一切晶体的宏观特性，也是晶体和非晶体的主要区别。

晶体和非晶体之间是可以转化的。许多物质存在的形式，可能是晶体，也可能是非晶体。将水晶熔化后使其冷却，即成非晶体的石英玻璃，它的转化过程需要一定的条件。

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