26.10.2017

Fehler machen interessant!

Fehlordnungen in kristallinen Festkörpern und ihre Folgen sind ein Thema, dem man wahrscheinlich ganze Bücher widmen könnte. Man unterscheidet Fehler auf atomarer Ebene, z.B. unbesetzte Plätze im Kristallgitter, Fremdatome oder Atome auf Zwischengitterplätzen, und makroskopische Fehler wie beispielsweise Versetzungen, Korngrenzen, Poren oder die Kristalloberflächen. Gerade diese Kristallfehler führen erst zu bestimmten Stoffeigenschaften wie Leitfähigkeit, Farbe oder Verformbarkeit.

Kristalloberflächen und dort ablaufende Prozesse sind in den letzten Jahrzehnten durch neue und bessere Analysenverfahren das Ziel zahlreicher Untersuchen, denkt man nur an die Katalysatorforschung oder die Nanowissenschaften.

Zur Produktion möglichst reiner Einkristalle (z.B. aus Silizium) ist ein hoher technologischer Aufwand nötig. Um gezielt Eigenschaften zu modifizieren (siehe Halb- und Supraleiter), fügt man über Dotierungen dann wieder Fehler hinzu. Auch in der Natur braucht es schon sehr besondere Bedingungen mit extrem langsamen Kristallisationsgeschwindigkeiten (z.B. in Höhlen), damit möglichst fehlerfreie Kristalle entstehen. Ein eindrucksvolles Beispiel findet man in der mexikanischen Mine von Naica mit ihren außergewöhnlich großen und reinen Kristallen.

Den Idealkristall ohne Fehler gibt es eigentlich nur in der Theorie - genauso wie den fehlerfreien Menschen. Streng genommen ist beides auch eher langweilig, wie ich finde. Von daher ist das folgende Zitat des Britischen Physikers Colin Humphreys ein sehr schönes:

» Arten von Gitterfehlern

» Riesenkristalle in der Mine von Naica (Mexiko)

» mehr über Sir Colin Humphreys

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