單晶

想像一整片不中斷的磁磚圖案鋪滿整片地板、處處沒有接縫：每一片磁磚都對齊同一個格網，從一面牆到另一面牆。單晶就是這樣。每個原子都屬於同一個連續、不中斷的晶格，橫貫整塊材料。

在單晶中，週期性陣列貫穿整個試樣毫不中斷——沒有把它分割成不同取向小塊的晶界。單晶是以緩慢、精心控制的凝固刻意長成的：柴可拉斯基法（Czochralski）從熔融液中拉出巨大的矽晶棒，方向性凝固則長出渦輪葉片。每顆電腦晶片核心的矽晶圓，都是從一根巨大的單晶切下來的。

有兩個特徵使單晶與眾不同。它們具有強烈的異向性，方向相關的性質乾淨而明確。而且，對噴射引擎至關重要的是，它們沒有可供高溫下滑動與潛變的晶界——因此最熾熱的渦輪葉片以單晶長成，才能在通紅高溫下承受旋轉的極端應力。相對地，多數普通工程金屬並非單晶。