1.2.10　宝石晶体

有极高的硬度、奇特的星彩闪光或艳丽颜色的晶体，是大家所熟悉的宝石晶体。立方氧化锆的硬度仅次于金刚石，折射率也相当大，可以有很高的星彩效应。人工合成金刚石虽已达到宝石级尺寸，但因价格十分昂贵，尚未进入市场。此外，宝石晶体还在其他应用方面有举足轻重的地位，例如蓝宝石、红宝石、金红石等等。

蓝宝石（Sapphire，国内又称白宝石，分子式为Al₂O₃）单晶X射线衍射结构属六方晶系，莫氏硬度9级，是一种优秀的多功能材料，具有一系列独特的理化性能，良好的电绝缘性、热导性及化学稳定性，介电常数小，介质损耗低，特别是它在0.18～5.5μm波段具有良好的透过率。

蓝宝石因其在化学、电学、机械、光学、表面特性、热力学及耐久性等方面所具有的优越特性，其在高性能光学系统和零件中得到广泛采用。蓝宝石晶体更是红外军用装置、卫星空间技术、探测和高功率强激光等的首选窗口材料。蓝宝石的晶格结构使其成为目前GaN基LED衬底中使用最为广泛的材料。

红宝石晶体是掺有少量Cr的Al₂O₃单晶。在1960年，梅曼以红宝石为工作物质研制成功了世界上的第一台激光器。与其他激光增益介质相比，红宝石输出在可见光范围，且线宽较窄、荧光寿命长、量子效率高、泵浦吸收带宽且位置优越，这样的泵浦带能高效地利用闪光灯发射的泵浦辐射。由于其基质是蓝宝石，因而具有耐高温、坚硬、寿命长、热导率好、化学性质稳定等优良的物理化学性能。