Fremdatom: Unterschied zwischen den Versionen

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Als '''Fremdatome''' (auch '''Fremdbeimengungen''') bezeichnet man in der [[Festkörperphysik]] einzelne [[Atom]]e eines anderen [[chemisches Element|chemischen Elements]] im [[Kristallgitter]] des Wirtskristalls. Fremdatome gehören zur Gruppe der [[Punktdefekt]]e und können in Abhängigkeit ihrer Größe und des thermischen Gleichgewichts entweder als substitutionelle Fremdatome ([[Substitutionsatom]]) auf regulären Gitterplätzen oder als interstitielle Fremdatome ([[Zwischengitteratom]]e) Zwischengitterplätze einnehmen.
Als '''Fremdatome''' (auch '''Fremdbeimengungen''') bezeichnet man in der [[Festkörperphysik]] einzelne [[Atom]]e eines anderen [[chemisches Element|chemischen Elements]] im [[Kristallgitter]] des Wirtskristalls. Fremdatome gehören zur Gruppe der [[Punktdefekt]]e und können in Abhängigkeit ihrer Größe und des [[Thermodynamisches Gleichgewicht #Thermisches Gleichgewicht|thermischen Gleichgewichts]]
* als [[Substitution (Mineralogie)|substitutionelle]] Fremdatome ([[Substitutionsatom]]) reguläre Gitterplätze einnehmen
* als interstitielle Fremdatome ([[Zwischengitteratom]]e) Zwischengitterplätze einnehmen.


Fremdatome können die chemischen und physikalischen Eigenschaften des ursprünglichen Kristalls stark beeinflussen und verändern. Sie werden daher einem Wirts-Element bzw. einer Wirts-Verbindung oft mit dieser Absicht zugefügt, können aber auch unabsichtlich hineingelangen wie beispielsweise der als [[Hochofen#Reduktionsschädling Schwefel|Reduktionsschädling]] betrachtete Schwefel bei der [[Verhüttung]] von Eisen.
Fremdatome können die chemischen und physikalischen Eigenschaften des ursprünglichen Kristalls stark beeinflussen und verändern. Sie werden daher einem Wirts-Element bzw. einer Wirts-[[Chemische Verbindung|Verbindung]] oft mit dieser Absicht zugefügt, können aber auch unabsichtlich hineingelangen wie z. B. der als [[Hochofen #Reduktionsschädling Schwefel|Reduktionsschädling]] betrachtete Schwefel bei der [[Verhüttung]] von Eisen.


Bekannte Beispiele für eine gezielte Nutzung von Fremdatomen für technische Anwendungen sind die Änderungen der elektrischen Eigenschaften von [[Halbleiter]]kristallen, die sogenannte [[Dotierung]] oder die Veredelung von [[Metalle]]n beim [[Legierung|legieren]].  
Bekannte Beispiele für eine gezielte Nutzung von Fremdatomen für technische Anwendungen sind die Änderungen der elektrischen Eigenschaften von [[Halbleiter]]kristallen, also die [[Dotierung]], oder die Veredelung von [[Metalle]]n beim [[Legierung|Legieren]].  


Viele bekannte Beispiele für eine zufällige Einlagerung von Fremdatomen finden sich unter anderem bei den [[Mineral]]en, wo diese Beimengungen oft für eine große Farbenvielfalt bei ansonsten farblosen Mineralen sorgen wie z.&nbsp;B. beim [[Fluorit#Farbe|Fluorit]] (CaF<sub>2</sub>) oder beim [[Korund]] (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), deren Edelsteinvarianten [[Rubin]] und [[Saphir]] durch Beimengungen von Chrom bzw. Eisen, Titan und Vanadium ihre begehrte rote bzw. bläuliche Farbe erhalten.
Viele bekannte Beispiele für eine zufällige Einlagerung von Fremdatomen finden sich u.&nbsp;a. bei den [[Mineral]]en, wo diese Beimengungen oft für eine große Farbenvielfalt bei ansonsten farblosen Mineralen sorgen, z.&nbsp;B. beim [[Fluorit #Farbe|Fluorit]]&nbsp;(CaF<sub>2</sub>) oder beim [[Korund]]&nbsp;(Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), dessen [[Schmuckstein]]<nowiki></nowiki>varianten [[Rubin]] und [[Saphir]] durch Beimengungen von Chrom bzw. Eisen, Titan und Vanadium ihre begehrte rote bzw. bläuliche Farbe erhalten.


== Literatur ==
== Literatur ==

Aktuelle Version vom 27. Januar 2022, 13:20 Uhr

Als Fremdatome (auch Fremdbeimengungen) bezeichnet man in der Festkörperphysik einzelne Atome eines anderen chemischen Elements im Kristallgitter des Wirtskristalls. Fremdatome gehören zur Gruppe der Punktdefekte und können in Abhängigkeit ihrer Größe und des thermischen Gleichgewichts

Fremdatome können die chemischen und physikalischen Eigenschaften des ursprünglichen Kristalls stark beeinflussen und verändern. Sie werden daher einem Wirts-Element bzw. einer Wirts-Verbindung oft mit dieser Absicht zugefügt, können aber auch unabsichtlich hineingelangen wie z. B. der als Reduktionsschädling betrachtete Schwefel bei der Verhüttung von Eisen.

Bekannte Beispiele für eine gezielte Nutzung von Fremdatomen für technische Anwendungen sind die Änderungen der elektrischen Eigenschaften von Halbleiterkristallen, also die Dotierung, oder die Veredelung von Metallen beim Legieren.

Viele bekannte Beispiele für eine zufällige Einlagerung von Fremdatomen finden sich u. a. bei den Mineralen, wo diese Beimengungen oft für eine große Farbenvielfalt bei ansonsten farblosen Mineralen sorgen, z. B. beim Fluorit (CaF2) oder beim Korund (Al2O3), dessen Schmucksteinvarianten Rubin und Saphir durch Beimengungen von Chrom bzw. Eisen, Titan und Vanadium ihre begehrte rote bzw. bläuliche Farbe erhalten.

Literatur

  • Siegfried Hunklinger: Festkörperphysik. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2009, ISBN 978-3-486-59045-6, S. 133–134.
  • Konrad Kopitzki, Peter Herzog: Einführung in die Festkörperphysik. Vieweg +Teubner, 2007, ISBN 978-3-8351-0144-9, S. 62 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).