Gitterstellen

Gitterstellen bezeichnet man in der Kristallographie die festgelegten Positionen im Kristallgitter, an denen Atome sitzen können. Sie entsprechen den Gitterpunkten eines Bravais-Gitters und bilden das periodische Grundgerüst des Kristalls. Die eigentliche Kristallstruktur ergibt sich, wenn an jedem Gitterpunkt ein Motiv oder eine Basiseinheit angebracht wird, das aus einer oder mehreren Atomen bestehen kann.

Jede Gitterstelle kann besetzt oder unbesetzt bleiben. Unbesetzte Stellen werden als Vakanzen bezeichnet, besetzte Stellen können Defekte aufweisen, wie Antisite-Defekte (Atome befinden sich auf dem falschen Sublattice in Verbindungen) oder Interstitialstellen (Atome nehmen Zwischenräume zwischen regulären Gitterpunkten ein). Die Konzentrationen solcher Defekte wachsen mit der Temperatur und beeinflussen Eigenschaften wie Diffusion, mechanische Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit. Diffusion in Festkörpern erfolgt häufig über Vakanzen oder Interstitialatome, wobei Aktivierungsenergien die Temperaturabhängigkeit bestimmen.

Gitterstellen spielen eine zentrale Rolle in Metallen, Ionenkristallen und Legierungen. In vielen ionischen Verbindungen wie Natriumchlorid gibt es zwei Subgittersysteme, die unterschiedliche Gitterstellen für Kationen und Anionen bereitstellen. In Legierungen kann die Besetzung einzelner Gitterstellen geordnet oder ungeordnet sein, was zu Phasenbildung, Reihenbildung oder Mischkristallen führt.

Methoden der Untersuchung umfassen Röntgen- und Neutronenstreuung, Elektronenmikroskopie sowie Form- und Strukturuntersuchungen, mit denen die Anordnung der Gitterstellen und der Defekte bestimmt werden. Das Konzept der Gitterstellen ist grundlegend für die Verständnis von Kristallstrukturen, Diffusion, Phasenstabilität und Materialeigenschaften.

---