单晶硅
单晶硅是一种硅原子以一种排列形式形成的物质，它具有比较活泼的非金属元素性质，是晶体材料的重要组成部分。通常被用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。
它是基于硅材料的半导体器件的基础材料，如集成电路、二极管、三极管等。制造需要经过多个复杂过程，包括石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割等步骤。
其作为一种极具潜能的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家正掀起开发利用太阳能的热潮并成为各国制定可持续发展战略的重要内容。太阳能级单晶硅产品因此炙手可热，也将因此成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
1、高光学透明性：具有较高的光学透明性，可以在可见光和红外光范围内传播光线。
2、高折射率：折射率较高，使其成为制备高折射率光学元件的理想材料。
3、高热稳定性：具有较高的热稳定性，能够在高温环境下保持其光学性能不变。
4、高机械强度：具有较高的机械强度，能够承受较大的力和压力。
此外还具有广泛的应用领域。例如，利用其光学特性可以制造各种光学元件，如透镜、窗口片等，用于光电子学系统、光纤通信、激光器、光学仪器等领域。同时，单晶硅也是制造太阳能电池和集成电路的重要材料之一。
| 材料数据表Material Data | |
| 光学特性Optical Properties | |
| 透过范围Transmission Range | 1.2-15μm |
| 折射率Refractive Index | 3.41776%@10μm |
| 反射损耗Reflection Loss | 46.1%@10μm |
| 结构Structure | Single crystal,synthetic |
| 解离面Cleavage Planes | <111> |
| 物理特性Physical Properties | |
| 密度Density[g/cm3] | 2.33 |
| 熔点Melting Point [℃] | 1414 |
| 热导率ThermalConductivity [W/(m×K)] | 163 @ 313K |
| 热膨胀系数Thermal Expansion [10-6/K] | 2.6 @ 293K |
| 努氏硬度Knoop Hardness [kg/mm2] | 1100 |
| 比热容Specific Heat Capacity [J/(kg×K)] | 712.8 |
| 介电常数Dielectric Constant | 13 @f= 9.37GHz |
| 杨氏模量Young's Modulus (E) [GPa] | 130.91 |
| 剪切模量Shear Modulus(G) [GPa] | 79.92 |
| 体积模量Bulk modulus(K) [GPa] | 101.97 |
| 泊松系数Poisson Coefficient | 0.266 |
| 化学特性Chemical Properties | |
| 溶解度Solubility / g/L | None |
| 分子量Molecular Weight / g/mol | 28.09 |
| 用途 | 相关行业 |
| 电子行业 | 集成电路、太阳能电池、光电器件 |
| 光电行业 | 激光器、探测器、光纤通信设备 |
| 其他行业 | 医疗器械、航空航天、计算机 |
| 定制规格 | |
| 材料名称Material | Single Crystals silicon |
| 可提供尺寸Available size | 3-300mm |
| 生长方式Growing Method | CZ，FZ |
| 类型Type | N，P |
| 透过范围Transmittance range | 1-10μm |
| 晶体结构Crystal Structure | Monocrystalline |
| 晶向Orientation | <100>，<111>，<110> |
| 毛坯形状Blank shape | Round，rectangular，wedge，lens，step drilled，special-shaped |
| 报告Report | Compliance with ROHS and REACH reports |
单晶硅和多晶硅的区别
1、结构：单晶硅是由单一晶体生长而成的硅片，具有完整的晶格结构和无缺陷的结晶性质。多晶硅则是由许多晶粒组成，晶粒之间存在晶界和缺陷。
2、成本：多晶硅的制备成本相对较低，因为多晶硅的生长速度快，适合大规模生产。而单晶硅的制备成本较高，因为其需要精确控制生长条件以获得单一晶体。
3、电子性能：由于单晶硅具有更高的结晶质量和无晶界缺陷，它在电子器件中的性能更优越。单晶硅的载流子迁移率较高，电阻较低，适用于制造高性能的半导体器件。多晶硅的电子性能则相对较差。
4、光学特性：由于单晶硅的晶格结构完整，晶粒间没有晶界散射和缺陷散射，因此具有较高的光学透明性和较低的光学散射。这使得单晶硅在光学和光电子器件中具有广泛应用。多晶硅的光学特性则相对较差。
5、应用领域：多晶硅主要应用于太阳能电池、集成电路封装、光电子器件等领域。单晶硅则广泛应用于集成电路、光伏电池、传感器、光学器件等高精度和高性能的应用。
6、拉晶工艺：在制造方法方面，多晶硅一般是直接把硅料倒入坩埚中融化，然后再冷却而成。单晶硅是通过拉单晶的方式形成晶棒（直拉法）。
单晶硅的制备方法
直拉法（CZ法）、区熔法（FZ法）和外延法。
直拉法是将高纯多晶硅棒垂直固定，在多晶硅棒的下端放置具有一定晶相的单晶硅，作为单晶生长的籽晶，其晶相一般为<111>或<100>，然后在真空或惰性气体下，利用高频感应线圈加热多晶硅棒，使多晶硅棒部分区域形成熔区，并依靠熔区的表面张力保持多晶硅棒的平衡和晶体生长的顺利进行。晶体生长首先从多晶硅棒和籽晶的结合处开始，多晶硅棒和籽晶以一定的速度做相反方向的运动，熔区从下端沿着多晶硅棒缓慢向上端移动，使多晶硅逐步转变为单晶硅。
区熔法是以高纯多晶硅为原料制成棒状，并将多晶硅棒垂直固定，在多晶硅棒的下端放置具有一定晶相的单晶硅，作为单晶生长的籽晶，其晶相一般为<111>或<100>，然后在真空或惰性气体下，利用高频感应线圈加热多晶硅棒，使多晶硅棒部分区域形成熔区，并依靠熔区的表面张力保持多晶硅棒的平衡和晶体生长的顺利进行。晶体生长首先从多晶硅棒和籽晶的结合处开始，多晶硅棒和籽晶以一定的速度做相反方向的运动，熔区从下端沿着多晶硅棒缓慢向上端移动，使多晶硅逐步转变为单晶硅。
单晶硅主要用途
1、作为半导体材料，用于制造集成电路、晶体管、太阳能电池等电子元件。
2、利用太阳能光伏发电。
3、在制太阳能热水器、空调、高能电池及特殊的红外线装置等方面也得到广泛应用。
