石英是一种压电材料。当电压施加到两个电极上时，一对电极相连的石英薄片就会产生机械振动。振动频率主要是晶圆尺寸的函数。这种晶圆，如果适当地安装上电极，就被称为晶体谐振器，长期以来一直用于控制无线电发射机的频率，它也是电信通信设备的重要组成部分，其压电特性被用于滤波器、振荡器和其他设备。现在压电石英晶体的时间和坐标信号用于微处理器、计算机、可编程控制器、手表以及其他各种DSP等数字设备。

石英是二氧化硅(SiO2)的结晶形式。石英是一种硬、脆、透明的材料，密度为2649 kg/m3，熔点为1750℃。石英不溶于普通酸，但溶于氢氟酸和热碱。当石英加热到573°C时，其晶体形态发生变化。高于这个转变温度的稳定形式被称为高石英或β -石英，而低于573℃的稳定形式被称为低石英或α -石英。对于谐振器的应用，只有石英是感兴趣的，除非另有说明，否则后续中的术语石英总是指石英。石英是一种丰富的天然材料，但将优质的天然石英从劣质的天然石英中分离出来需要大量的劳动力。虽然硅(主要以二氧化硅的形式存在，通常是小的石英晶体)占地壳的三分之一左右，但尺寸和质量适合用于利用其压电特性的设备的天然石英主要是在巴西发现的。天然石英的加工成本也很高，因为它的形状和大小都是随机的。此外，一些质量较差的石英片段仅经过部分加工就被发现。天然石英中广泛存在的杂质常常使切割小晶圆变得不切实际。培养石英发展的第一个重要步骤是在1936年，当时美国陆军通信队与Brush实验室签订了一份合同。杰夫，黑尔和索耶。这是由于具有良好压电质量的天然石英即将短缺，通常从巴西购买。

今天，石英是人工生长到特定尺寸的。晶体取向可控，纯度均匀高。标准尺寸降低了切割晶圆的成本，并且杂质广泛分散，使得需要低驱动功率的小型谐振器成为可能。

培养的石英在一个被称为高压灭菌器的大型压力容器中生长(见下面的示意图)。

高压灭菌器是一个金属圆柱体，一端封闭，能够承受高达每平方英寸30,000磅的压力，内部温度为700至800华氏度。它通常高12至20英尺，直径2至3英尺。

被称为“玻璃或营养物”的小片纯石英(1至1.5英寸大小)被放置在金属网篮中，并放入容器的下半部分。在篮子的顶部有一块预先安排好的孔的钢板，称为“挡板”。挡板用于分离生长(种子)区域和营养区域，并帮助建立两个区域之间的温差。适当定向的单晶板(无论是天然的还是培养的)，称为“种子”，安装在架子上，悬挂在容器上半部分挡板的顶部。然后用碱性水溶液(碳酸钠或氢氧化钠)填充到高压灭菌器约80%的自由体积，以允许未来的液体膨胀，并使用高压密封。高压灭菌器然后通过一系列的电阻加热器连接到圆柱体的外周带到工作温度。随着温度的升高，高压灭菌器内开始产生压力。在容器的下半部分达到700到800华氏度的温度，而上半部分保持在70到80华氏度，比下半部分低。

在操作压力和温度下，玻璃溶解在容器下半部分的加热溶液中，然后上升。当它达到容器上部较低的温度时，溶液变得过饱和，导致玻璃内溶解的石英重新结晶到种子上。冷却后的废溶液返回容器的下半部分，重复这个循环，直到玻璃耗尽，培养的石英晶体石达到所需的大小。这种所谓的“水热工艺”的时间范围从25天到365天不等，具体取决于所需的石头大小、性质和工艺类型。

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