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晶体材料是由结晶物质构成的固体材料，其所含的原子、离子、分子或粒子集团等具有周期性的规则排列。单晶是由单个晶体构成的材料，单晶在自然界存在，如金刚石晶体等，也可由人工制成，如锗和硅单晶等。单晶是由一个晶核长成的，其所有晶胞均呈相同的位向，因而具有各向异性。
下图是具有各向异性的CsPbBr3单晶的形貌和元素特征：
单晶材料的制备是将物质的非晶态、多晶态或能够形成该物质的反应物通过一定的物理或化学手段转变成单晶状态的过程。生长块状单晶材料有熔体法、常温溶液法、高温溶液法及其它相关方法。
从熔体中生长晶体是制备大单晶和特定形状的单晶常用的和重要的一种方法，电子学、光学等现代技术应用中所需要的单晶材料，大部分是用熔体生长方法制备的，如单晶硅，GaAs（氮化镓），LiNbO3（铌酸锂），Nd：YAG（掺钕的镱铝石榴石），Al2O3（白宝石）等以及某些碱土金属和碱土金属的卤族化合物等。与其他方法相比，熔体生长通常具有生长快、晶体的纯度和完整性高等优点。熔融法生长晶体的简单原理是将生长晶体的原料熔化，在一定条件下使之凝固，变成单晶。这里包含原料熔化和熔体凝固两大步骤，熔体必须在受控制的条件下的实现定向凝固，生长过程是通过固-液界面的移动来完成的。要使熔体中晶体生长，必须使体系的温度低于平衡温度。体系温度低于平衡温度的状态成为过冷。的绝对值为过冷度，表示体系过冷程度的大小。过冷度是熔体法晶体生长的驱动力。 对于一定的结晶物质，过冷度一定时决定晶体生长速率的主要因素是晶体与熔体温度梯度的相对大小。
从溶液中生长晶体的历史悠久，应用也很广泛。这种方法的基本原理是将原料溶质溶解在溶剂中，采取适当的措施造成溶液的过饱和状态，使晶体在其中生长。溶液法具有以下优点：1.晶体可在远低于其熔点的温度下生长。有许多晶体不到熔点就分解或发生不希望有的晶型转变，有的在熔化时有很高的蒸汽压，溶液使这些晶体可以在较低的温度下生长，从而避免了上述问题。此外，在低温下使晶体生长的热源和生长容器也较容易选择。 2.降低粘度。有些晶体在熔化状态时粘度很大，冷却时不能形成晶体而成为玻璃体，溶液法采用低粘度的溶剂则可避免这一问题。3.容易长成大块的、均匀性良好的晶体，并且有较完整的外形。4.在多数情况下，可直接观察晶体生长过程，便于对晶体生长动力学的研究。溶液法的缺点是组分多，影响晶体生长因素比较复杂，生长速度慢，周期长(一般需要数十天乃至一年以上)。另外，溶液法生长晶体对控温精度要求较高。溶液法晶体生长的必要条件：溶液的浓度大于该温度下的平衡浓度即过饱和度。驱动力为过饱和度。
高温溶液法是生长晶体的一种重要方法，也是早的炼丹术所采用的手段之一。高温下从溶液或者熔融盐溶剂中生长晶体，可以使溶质相在远低于其熔点的温度下进行生长。此法与其他方法相比具有如下优点：1.适用性强，只要能找到适当的助熔剂或助熔剂组合，就能生长出单晶。2.许多难熔化合物和在熔点极易挥发或高温时变价或有相变的材料，以及非同成分熔融化合物，都不能直接从熔体中生长或不能生长完整的优质单晶，助熔剂法由于生长温度低，显示出独特能力。熔盐法制备晶体的缺点：晶体生长速度慢；不易观察；助熔剂常常有毒；晶体尺寸小；多组分助熔剂相互污染。该方法适宜于以下几种材料的制备：(1)高熔点材料；(2)低温下存在相变的材料；(3)组分中存在高蒸气压的成分。基本原理：高温溶液法是结晶物质在高温条件下溶于适当的助熔剂中形成溶液，其基本原理与常温溶液法相同。但助熔剂的选择和溶液相关系的确定是高温溶液法晶体生长的先决条件。
所谓气相法生长晶体，就是将拟生长的晶体材料通过升华、蒸发、分解等过程转化为气相，然后通过适当条件下使它成为饱和蒸气，经冷凝结晶而生长成晶体。气相法晶体生长的特点是：1. 生长的晶体纯度高；2. 生长的晶体完整性好；3. 晶体生长速度慢；4. 有一系列难以控制的因素，如温度梯度、过饱和比、携带气体的流速等。目前，气相法主要用于晶须生长和外延薄膜的生长（同质外延和异质外延），而生长大尺寸的块状晶体有其不利之处。气相法主要可以分为两种：物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）：用物理凝聚的方法将多晶原料经过气相转化为单晶体，如升华-凝结法、分子束外延法和阴极溅射法；化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）：通过化学过程将多晶原料经过气相转化为单晶体，如化学传输法、气体分解法、气体合成法和MOCVD法等。
单晶材料的制备有以上三种方法，而不同的特备方法下晶体生长方法也不一样，目前已经延申发展出多种生长晶体的方法，比如有：提拉法、坩埚下降法、泡生法、水平区熔法、焰熔法、浮区法、降温法、流动法、蒸发法、电解熔剂法、高温溶液法、籽晶生长法、缓冷法、水热法等。
晶体材料较高的强度、耐蚀性、导电性和其他特性，在科研及工业上有较广泛的应用，晶体材料已成为制造磁记录、磁存储元件，光记忆、光隔离、光变调等光学、光电子元件、红外检测、红外传感器，计算机技术、激光与光通信技术、红外遥感技术等高技术领域不可缺少的基础材料。我们的晶体材料研究方向主要包括有：对激光晶体、非线性光学晶体、热释电晶体、压电晶体、激光自倍频晶体、电光晶体、半导体晶体、金属单质晶体等等多种新型功能晶体材料的性能和应用探索，以及新的晶体生长方法、生长技术的研究。目前我们主要以化学气相沉积法及物理气相沉积法自主生产金属单晶产品，此外因为自身产品研发的需要以及客户的科研需求，我们代理了多种国产及进口的晶体材料销售，可定制不同尺寸精度的晶体材料供您科研所用，如有下列产品需求，请来电咨询。
