Dislokationsfria

Dislokationsfrihet beskriver ett tillstånd i ett kristallmaterial där dislokationsdensiteten är mycket låg eller helt saknas. Dislokationer är linjära defekter i kristallstrukturen som möjliggör plastisk deformation när materialet belastas. I en perfekt kristall skulle inga dislokationer finnas, men i praktiken finns de i varierande mängd; dislokationsfria regioner används som begrepp för att beteckna områden med mycket hög kristallina perfektion.

I materialvetenskapen är närvaro eller frånvaro av dislokationer avgörande för mekaniska och diffusionsrelaterade egenskaper. Dislokationsfria eller nästan dislokationsfria områden uppstår ofta efter specifika tillverknings- eller värmebehandlingsprocesser som främjar återhämtning och rekristallisation. Genom högren kristalltillverkning, renhet och kontrollerad termisk behandling kan dislokationsdensiteten minskas avsevärt, vilket förbättrar vissa egenskaper hos materialet, särskilt i halvledare och extremt rena metaller.

Förekomsten av dislokationsfria zoner kan studeras med tekniker som transmissionselektronmikroskopi (TEM) för direkt observation av dislokationer, samt genom indirekta mått som röntgendiffraktionsbredd och mekaniska egenskaper som hårdhet och duktilitet. För halvledare är låga dislokationsdensiteter särskilt viktiga eftersom de minskar carrier-störningar och förbättrar elektrisk mobilitet.

Begränsningar finns eftersom fullständig frihet från dislokationer är ett idealiserat tillstånd. Vissa dislokationer uppstår under drift, termisk belastning eller vid gränser och ytor. Trots detta används begreppet dislokationsfrihet som mått på kristallens perfektion och som mål i tillverkning och forskning.