Techniklexikon

Keimbildung

Bildung submikroskopischer Partikel einer bestimmten Kristallphase, wenn bei einem Stoffsystem die Zustandsgrössen (Temperatur, Druck, in Mehrstoffsystemen auch die Zusammensetzung) so verändert werden, dass im Zustandsdiagramm die betreffende Gleichgewichtskurve überschritten und der Stabilitätsbereich einer Kristallphase erreicht wird und sich eine gewisse Übersättigung bzw. Unterkühlung einstellt. Die submikroskopischen Keime wachsen dann zu grösseren Individuen aus. Die für die Kristallisation eines übersättigten Systems wesentliche Grösse ist die Keimbildungszahl (Keimbildungshäufigkeit, Keimbildungsrate) J, das ist die Anzahl der je Zeit- und Volumeneinheit gebildeten wachstumsfähigen Keime. Neben der homogenen Keimbildung innerhalb einer übersättigten Phase gibt es die heterogene Keimbildung, bei der sich die Keime an Fremdpartikeln (z.B. Staub), an den Gefässwänden oder auf kristallinen oder nichtkristallinen Unterlagen (Substrate) bilden. Wenn spezifische strukturelle Beziehungen zwischen Unterlage und Keim (bzw. aufwachsenden Kristall) eine Rolle spielen, spricht man von Epitaxie. Die Keimbildung und das Kristallwachstum auf Substratflächen haben für die Präparation dünner kristalliner Schichten eine ausserordentliche Bedeutung erlangt.