Kristallreinheit

Kristallreinheit bezeichnet in der Kristallographie und verwandten Disziplinen das Maß, in dem ein Kristall frei von Verunreinigungen und strukturellen Defekten ist. Sie umfasst chemische Reinheit, d. h. die Übereinstimmung der chemischen Zusammensetzung mit der idealen Stoichiometrie und das Vorhandensein von Dotierungselementen, sowie die strukturelle Perfektion des Gitteraufbaus, etwa geringe Fehlordnungen, Versetzungen, Leerstellen und Phasenreinheit. Unreine oder defekte Kristalle weisen oft gestreute Lichtstreuung und veränderte optische bzw. elektrische Eigenschaften auf.

Zur Bestimmung der Kristallreinheit werden verschiedene Methoden eingesetzt. Röntgenbeugung (XRD) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) liefern Hinweise auf Gitterdefekte und Phasenreinheit. Mikroskopische und spektrale Techniken wie EDX/EDS, SIMS oder ICP-MS messen Verunreinigungen und Dotierungselemente. Optische Methoden wie Photolumineszenz oder Spektroskopie geben Aufschluss über Feinstrukturmerkmale. Im Gemmologie-Kontext wird Kristallreinheit oft mit Klarheit (Inklusionalgrad) assoziiert und beeinflusst Wert und Verwendungszweck.

Die Bedeutung der Kristallreinheit variiert je nach Anwendungsgebiet. In der Halbleiterindustrie sind hohe chemische Reinheit und geringe Defektkonzentrationen entscheidend für elektrische Mobilität und Bauteileleistung. In Optik und Laseranwendungen bestimmen Verunreinigungen Streuung und Absorption. In der Pharmazie beeinflusst Kristallreinheit Löslichkeit, Stabilität und Bioverfügbarkeit. In der Edelsteinwelt wird Klarheit direkt als Qualitätsmerkmal bewertet.