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三氧化二铝单晶熔点高达2000多摄氏度 矿物莫氏硬度仅次于钻石

中国科学报   2022-05-26 19:27:59

近日，南开大学物理科学学院光电晶体与器件实验室成功培育了“青莲紫”色蓝宝石，即三氧化二铝单晶。

三氧化二铝单晶熔点高达2000多摄氏度、矿物莫氏硬度仅次于钻石。不同成分的三氧化二铝单晶呈现不同的颜色，除红色单晶被称为红宝石外，其他颜色单晶均被称为蓝宝石。蓝宝石和红宝石都是名贵的宝石材料，同时又是重要的光电功能晶体材料。在半导体照明、探测器、激光、医疗等领域，蓝宝石已经得到了广泛应用。

紫色蓝宝石自然界极为罕见，高品质紫色系蓝宝石市场供给不足、价格昂贵。接近“青莲紫”色的矿物宝石尚未见报道。实验室培育“青莲紫”色蓝宝石时，需要在超过2000摄氏度的高温下长时间合成，宝石内着色元素复杂、浓度高，需要极其昂贵的耐高温铱金坩埚，工艺技术复杂，成品率低，成本高昂。

该实验室在长期从事高性能光电晶体培育的基础上，联合企业共同开展技术攻关，掌握了晶体培育装备、热场设计、晶体生长、色度控制以及缺陷控制等系列关键技术，成功实现了“青莲紫”色蓝宝石的高质量培育，原石约15930克拉。(通讯员孙军 记者陈彬)

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