培育“青莲紫”，这所大学制造宝石

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（Al2O3）单晶。

“青莲紫”色蓝宝石原石   南开大学供图

三氧化二铝单晶熔点高达2000多度、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，其它颜色均称为蓝宝石。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，世界第一台激光器就是采用掺铬氧化铝单晶作为激光增益介质，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，而紫色通常寓意尊贵，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到报道。实验室培育“青莲紫”色蓝宝石时，需要在2000℃以上高温下长时间合成，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。