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Negli anni Trenta, il commercio di elettronica era diventato dipendente dai cristalli di quarzo. L'unica fonte di cristalli adatti era il Brasile; tuttavia, la Seconda Guerra Mondiale interruppe le forniture dal Brasile, così le nazioni tentarono di sintetizzare il quarzo su scala industriale. Il mineralogista tedesco Richard Nacken (1884–1971) ottenne un certo successo durante gli anni Trenta e Quaranta. Dopo la guerra, molti laboratori tentarono di coltivare cristalli di quarzo giganti. L'Army Signal Corps stipulò un contratto con i Bell Laboratories e con la Brush Development Company di Cleveland, Ohio, per sintetizzare i cristalli seguendo l'esempio di Nacken.

È abbastanza comune nelle rocce sedimentarie simili all'arenaria e allo scisto. È un costituente tipico di scisti, gneiss, quarzite e diverse rocce metamorfiche. Il quarzo ha il potenziale di degradazione più basso nella sequenza di dissoluzione di Goldich e di conseguenza è molto diffuso come minerale residuo nei sedimenti fluviali e nei terreni residui. Generalmente un'elevata presenza di quarzo suggerisce una roccia "matura", poiché indica che la roccia è stata profondamente rimaneggiata e il quarzo è stato il primo minerale a resistere a una forte degradazione. Roccia granitica nella scogliera di Gros la Tête sull'isola di Aride, Seychelles.

Scoprì che, indipendentemente dalle dimensioni o dalla forma di un cristallo di quarzo, le facce del suo lungo prisma si uniscono sempre con un angolo perfetto di 60°. Mentre la stragrande maggioranza del quarzo cristallizza dal magma fuso, il quarzo precipita chimicamente anche da vene idrotermali roventi sotto forma di ganga, a volte insieme a minerali come oro, argento e rame.

Le proprietà piezoelettriche del quarzo furono scoperte da Jacques e Pierre Curie nel 1880. L'oscillatore o risonatore al quarzo fu sviluppato per la prima volta da Walter Guyton Cady nel 1921. George Washington Pierce progettò e brevettò gli oscillatori al quarzo nel 1923.

I cristalli ben formati possono raggiungere diversi metri di lunghezza e pesare centinaia di chilogrammi. Il quarzo è un costituente caratteristico del granito e di diverse rocce ignee felsiche.

(Prima della Seconda Guerra Mondiale, la Brush Development produceva cristalli piezoelettrici per lettori di dischi.) Nel 1948, la Brush Development aveva sviluppato cristalli con un diametro di 3,8 cm, i più grandi fino ad allora. Negli anni Cinquanta, le tecniche di sintesi idrotermale producevano cristalli di quarzo sintetici su scala industriale, e oggi quasi tutto il quarzo utilizzato nell'industria elettronica moderna è sintetico.

Nel 1927, Warren Marrison creò il primo orologio con oscillatore al quarzo basandosi sul lavoro di Cady e Pierce. Nel XVII secolo, lo studio del quarzo da parte di Nicolas Steno aprì la strada alla moderna cristallografia.