Kristal tunggal

Dalam ilmu material, kristal tunggal adalah bahan yang kisi kristal seluruh sampelnya kontinu dan tidak terputus hingga ke tepi sampel, tanpa batas butir. Tidak adanya cacat yang terkait dengan batas butir dapat memberikan sifat unik pada monokristal, terutama mekanik, optik, dan listrik, yang juga dapat bersifat anisotropik, bergantung pada jenis struktur kristalografinya. Sifat-sifat ini, selain membuat beberapa permata menjadi berharga, juga digunakan secara industri dalam aplikasi teknologi, terutama di bidang optik dan elektronik. Karena efek entropik mendukung adanya beberapa ketidaksempurnaan dalam struktur mikro padatan, seperti pengotor, regangan tidak homogen, dan cacat kristalografi seperti dislokasi, kristal tunggal sempurna dengan ukuran yang berarti sangat jarang terjadi di alam. Kondisi laboratorium yang diperlukan seringkali menambah biaya produksi. Di sisi lain, kristal tunggal yang tidak sempurna dapat mencapai ukuran yang sangat besar di alam: beberapa spesies mineral seperti beryl, gipsum, dan feldspar diketahui telah menghasilkan kristal dengan diameter beberapa meter. Kebalikan dari kristal tunggal adalah struktur amorf dimana posisi atomnya dibatasi pada orde jarak pendek saja. Di antara kedua ekstrem tersebut terdapat polikristalin, yang terdiri dari sejumlah kristal kecil yang dikenal sebagai kristalit, dan fase parakristalin. Kristal tunggal biasanya memiliki permukaan bidang yang berbeda dan beberapa simetri, di mana sudut antara permukaan akan menentukan bentuk idealnya. Batu permata seringkali berupa kristal tunggal yang dipotong secara artifisial di sepanjang bidang kristalografi untuk memanfaatkan sifat bias dan reflektif.