晶体(crystal),又称结晶质体,[2]是由于原子(离子或分子)间相互作用,粒子在空间按照一定方式排列,结合成具有三维周期结构的固体。因此晶体的唯一特征是其内部原子排列的周期性。[1] 晶体是在物相转变的情况下形成的。一般物相有三种,即气相、液相和固相。只有晶体才是真正的固体。由气相、液相转变成固相时形成晶体,固相之间也可以直接产生转变。晶体生成的一般过程是先生成晶核,而后再逐渐长大。一般认为晶体从液相或气相中的生长有三个阶段:①介质达到过饱和、过冷却阶段;②成核阶段;③生长阶段。[4][5] 晶体的周期性可以数学抽象为布拉菲格子(晶格),晶体中每个原子位于布拉菲格子的格点上。根据32种点群对布拉菲格子的要求,布拉菲格子可以分为7类,称为七大晶系。分别是单斜、三斜、正交、立方、三角(方)、四方、六角(方)晶系。由于格点分布的不同,7类晶系共包含14种布拉菲格子。晶体都有一定的对称性,有32种对称元素系,对应的对称动作群称做晶体系点群。晶体可分单晶和多晶体;晶体还可根据内部原子间结合方式的差异分为4种类型:离子晶体、分子晶体、金属晶体和原子晶体。[1] 由于天然晶体受来源及质量一致性等问题的制约,人工合成晶体获得了广泛应用。例如压电晶体在高性能电容器、医用超声和水声换能器、红外探测器等方面具有广泛的应用;声光晶体适用于激光的偏振和调制。[6] 早期的晶体学研究就是从晶面之间夹角的测量开始的,1669年人们已发现了晶体具有恒定面角的规律。在18世纪,生产和科学的发展,提出了对晶体的成分和结构进行研究的要求,到19世纪,在研究冶炼方法和冶炼过程时,开始研究金属的微观结构,曾用显微镜观察经化学药品腐蚀的金属表面。[3]