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固体材料的结晶性质
在自然界中的固体材料要“整块”形成结晶排列是极不容易的，因此上一小节所讨论的原子排列都是在非常特殊的条件下才会存在(不然钻石就不会那么稀有而珍贵了)，在一般的情况下不可能整块材料形成结晶，而是以其他方式存在，固体材料真实的原子排列情形可以分成单晶(Single crystal)、多晶(Polycrystal)、非晶(Amorphous)三种。
单晶(Single crystal)
如果整块固体材料都形成结晶，则称为“单晶(Single crystal)”。
如＜图1-13(a)＞所示，可以将图中的正方格想像成原子，我们将立体的原子排列简化成平面的正方格来表示，由图中可以看出整块固体中的每一个原子都排列得很整齐。
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)”为二氧化矽的单晶等，
