矿物学家们很早就注意到了水晶里的裂缝、泡影等宏观缺陷。在注意到这些缺陷对晶体的物理性能产生的影响后，人们开始重视晶体中的缺陷。对晶体微观缺陷的研究始于20世纪初。那时，无人知道晶体中可以有少量原子空位存在。当X射线出现后，Max Von Laue（1870—1960年）在1912年以晶体点阵为光栅做X射线衍射实验。两年后，Charles Galton Darwin（1887—1962年）观察到：晶体的衍射强度与根据X射线衍射理论得出的理想晶体的衍射强度有偏差，于是开始怀疑晶体的不完整性，并提出镶嵌理论。

到了1920年代，人们已知道空位的存在是晶体热力学平衡下的结果。1926年，苏联物理学家Yakov Frenkel（1894—1952年）为解释离子晶体导电的实验事实，提出晶体的点缺陷理论。他认为原子可以离开其平衡位置，进入间隙位。形成的空位和间隙原子后来被称为弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）。其中，空位还有利于原子在晶体中的扩散。这也为解决当时及后来的一个疑问“原子是否能在无晶体缺陷的情况下，就能简单交换点阵位置而产生扩散”提供了帮助。在1920年代后期，德国科学家Walter Schottky（1886—1976年）和Carl Wagner（1901—1977年）为解决固体中物质的传输也提出了缺陷机制，其中的本征缺陷被称为肖特基缺陷。Wagner因在这方面的研究一直处于领先地位，而被称作缺陷化学之父。

在离子晶体中，一个点缺陷周围的电子浓度要么过剩，要么缺乏，即存在电子或电子空穴。当可见光照射到这些离子晶体上时，电子或电子空穴会吸收部分可见光，产生跃迁而使晶体呈现不同颜色。这类吸收可见光的点缺陷称为色心。色心和空位一样，在20世纪早期也受到人们的关注。对此，德国哥廷根大学的Robert Pohl（1884—1976年）等系统地研究了碱金属卤化物中光的吸收峰波长与添加的杂质种类和浓度的关系。他们也研究了X射线照射晶体的情况。但当时的一些物理学家都在致力于纯物质的研究（如同我们在4.1.2节介绍的寻找他们心目中的理想世界）。那些物理学家认为杂质会使问题变得复杂，在理论上无法处理。因此，获得的发现没有任何意义。Wolfgang Ernst Pauli（1900—1958年）就认为Pohl等的工作与猪在污水里打滚没有什么两样。可是，话音刚落，贝尔实验室就发明了晶体管。如今，微量掺杂已成为应用物理和材料领域改进材料性能的一个重要手段。(www.daowen.com)

到了1934年，Schottky提出色心是一种电子-空位对，即一个离子空位及其捕集的一个多余电子。1940年代，美国科学家Frederick Seitz（1911—2008年）在研究雷达磷光材料（后来用作电视机显像管材料）及曼哈顿工程材料的辐照损伤后澄清了色心的物理性质。Seitz的工作从一个方面表明，理论在这时候已是有计划、有目的地引导实验的主导力量。随后，他又鉴别了12种色心，但后来证实有些是错的。

1950年代开始，原子能反应堆技术取得进展，高能粒子对固体的辐照效应引起了科学家们的重视。这些工作推动了对晶体点缺陷全面而深入的研究。