Синтетические кристаллы

Синтети́ческие криста́ллы, кристаллы, выращенные искусственно в лабораторных условиях. Они обладают рядом преимуществ перед природными аналогами; в частности, синтетические кристаллы обычно существенно менее дефектные и более чистые.

В лаборатории синтезируются неорганические кристаллы такого состава, который едва ли возможен в природных процессах. Многочисленные органические синтетические кристаллы в природе вообще не могут быть обнаружены. С другой стороны, минералы, образовавшиеся в природных процессах, дают основу для поискового синтеза новых материалов с полезными функциональными свойствами. Так, целенаправленный поиск и разработка новых материалов во многом стали возможны благодаря детальным исследованиям явлений фазообразования в конкретных минеральных системах при варьировании температуры, давления, соотношения исходных компонентов, водородного показателя ${\displaystyle {\text{pH}}}$ и окислительно-восстановительного потенциала ${\displaystyle {\text{Eh}}}$ среды. Дополнительным источником информации о свойствах ещё не синтезированных кристаллов является бурно развивающееся компьютерное квантово-химическое моделирование, в том числе с использованием эволюционных алгоритмов предсказания кристаллических структур и их свойств.

Основные методы выращивания синтетических кристаллов: кристаллизация из раствор-расплавов, из собственных расплавов, выращивание из водных растворов, гидротермальный синтез и др. Области применения: оптика (кварц, исландский шпат), лазерные матрицы (корунд, гранаты, вольфраматы и др.), нелинейно-оптические материалы (ниобаты, перовскиты), сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики (бораты, кварц, берлинит), эпитаксиальные подложки (корунд), сверхпроводники (купраты), акустические и конструкционные материалы (корунд, эвлитин, алмаз), полупроводники (кремний, германий, цинкит). Ряд кристаллов выращивается в геммологических целях, например хризоберилл и фианиты.