蓝宝石单晶，是纯净的三氧化二铝（α-Al2O3），具有极好的热导性，电气绝缘性，透光性，化学稳定性，以及耐高温，高强度，高硬度等一系列优良的特性，是红外装置、导弹、潜艇、卫星空间技术、探测和高功率强激光等的窗口材料，优质光学材料，耐磨轴承材料和衬底材料。
蓝宝石的C面与GaN单晶膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN单晶膜生长过程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝光LED的关键衬底材料，被广泛应用在LED产业中。
利用热交换法（简称HEM法）生长的蓝宝石单晶，因为温度的分布与重力场相反，故而熔体中没有对流作用发生，保证了晶体在稳定状态下生长，得到的蓝宝石单晶具有完美的光学均匀性，并且没有散射、夹杂和气泡等缺陷。
目前，所有蓝宝石晶体生长方法中，热交换法生长的蓝宝石单晶 的晶体质量是最好的。
热交换法生长的蓝宝石晶体性质：
1、从近紫外到中红外都有很好的透光性
2、很高的机械强度
3、化学性质稳定，耐高温下多种酸的侵蚀
4、很好的抗热冲击能力
5、很高的抗辐射能力
6、硬度高
7、介电常数高
蓝宝石
蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。实际上自然界中的宝石级刚玉除红色的称红宝石外，其余各种颜色如蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、灰色、无色等，均称为蓝宝石。 蓝宝石的化学成分（AL2O3）,主要以Fe、Ti、致色。
蓝宝石属于三方晶系，具有六方结构，如图所示 晶格常数为：a=b=4.758A, c=12.991A
折射率1.762-1.770
双折射：0.008~0.010
一轴晶负光性[2]，个别情况下具有异常的二轴晶光性
光泽：亮玻璃光泽至亚金刚光泽
多色性：有色蓝宝石具有二色性，一般有，深蓝色/蓝色，蓝色/浅蓝色、蓝绿色、蓝灰色，黄色蓝宝石有金黄色/黄色，橙黄色/浅黄色，浅黄色/无色，等。
蓝宝石的成分为氧化铝，因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。 蓝宝石原石折光率1.76-1.77，双折射率0.008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应。硬度为9，密度3.95-4.1克/立方厘米。无解理，裂理发育。在一定的条件下，可
以产生美丽的六射星光，被称为"星光蓝宝石"。[4]
蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝石。颜色以印度产"矢车菊蓝"为最佳。据说蓝宝石能保护国王和君主免受伤害，有"帝王石"之称。国际宝石界把蓝宝石定为"九月诞生石"，象征慈爱、忠诚和坚贞。蓝宝石是世界五大珍贵高档宝石之一。
蓝宝石与相似蓝色宝石、合成蓝色宝石的区别。与其相似的蓝色宝石有蓝色尖晶石、蓝色碧玺、蓝锆石、蓝锥矿、蓝晶石、堇青石等。与其相似的合成宝石有合成蓝宝石、合成尖晶石、含钴蓝玻璃。蓝色尖 未加工蓝宝石晶石：颜色均一，微带灰色，晶体呈八面体，均质体，无二色性。蓝色碧玺：颜色为带绿蓝色，晶体为复三方柱状，硬度、密度、折光率都较蓝宝石低，二色性极明显，双折射率大。蓝锆石：经加热处理的锆石，颜色鲜艳，色散强，双折射率高。合成蓝宝石：颜色均一，洁净，包裹体稀少，有圆气泡，均质体。