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Lexikon der Chemie: Epitaxie

Epitaxie, das orientierte Kristallwachstum auf einer kristallinen Unterlage. Bei epitaktischem Wachstum wird auf einem vorgegebenen Kristall (Wirts-, Trägerkristall, Substrat, Unterlage) eine zweite kristalline Phase (Gast-, Depositkristall) so abgeschieden, daß zwischen den Gittern von Wirt und Gast eine definierte Orientierung besteht. E. ist für ein- und denselben Stoff möglich (Homoepitaxie), wird aber auch sehr häufig für unterschiedliche Stoffe (Heteroepitaxie) beobachtet. Nach dem Medium, aus dem das Material an die Unterlage herangebracht wird, unterscheidet man zwischen Flüssig- und Gasphasenepitaxie. Für das Zustandekommen einer E. sind sowohl die Eigenschaften von Unterlage und aufwachsender Substanz als auch die Wachstumsbedingungen bestimmend. Wichtige Parameter sind z. B. die Gitteranalogie, d. h. die strukturgeometrische Anpassungsfähigkeit, die Art und Reichweite der Gitterkräfte, die Temperatur der Unterlage, die Aufdampfgeschwindigkeit, die Realstruktur des Substrats u. a. m. Heteroepitaktische Abscheidung setzt gewisse Strukturanalogien zwischen den beiden Partnern voraus, jedoch kann sie auch bei größeren Unterschieden in den Parametern der verwachsenden Netzebenen durch die Ausbildung von speziellen Baufehlern (Fehlanpassung, engl. misfit) zustande kommen. Bei chem. Reaktionen an der Kristalloberfläche können die gebildeten Reaktionsprodukte gleichfalls strukturell gegenüber dem Grundgitter orientiert sein (Topotaxie).

Die E. besitzt große praktische Bedeutung, z. B. für die heterogene Katalyse, für Inhibitoreffekte und Korrosionsvorgänge, vor allem aber auch für die Herstellung von Halbleiterbauelementen (Halbleiterepitaxie). Dabei läßt man auf einer geeigneten kristallinen Unterlage dünne Schichten verschiedener Halbleitersubstanzen epitaktisch aufwachsen. Für Silicium als Unterlage verwendet man dabei meist die CVD-Technik, für die Herstellung definierter Schichten im Nanometerbereich ist besonders die Molekularstrahlepitaxie (engl. molecular beam epitaxie, MBE) geeignet.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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