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Kristalle sind...Schlüsselmaterialien für das 21. Jahrhundert

Mit dem technischen Wandel im 20. Jahrhundert erhielten Kristalle eine völlig neue Bedeutung: Ihre besonderen physikalischen Eigenschaften ermöglichen die moderne Kommunikations-, Gesundheits-, Mobilitäts- und Medientechnik. Jede moderne Elektronik, ob in Smartphones, Großrechnern, Haushaltsgeräten, Fahrzeugen oder in der Energieversorgung basiert heute auf der Verwendung von kristallinen Materialien. Auch die moderne LED-Beleuchtungstechnik benötigt kristalline Schichten auf möglichst perfekten Einkristallen. Kristalle sind damit wesentliche Schlüsselmaterialien für das 21. Jahrhundert. Je nach Anwendung werden Kristalle mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften und unterschiedlichen Dimensionen benötigt. Die Herstellung maßgeschneiderter Kristalle stellt eine Schlüsseltechnologie für unser Digitales Zeitalter dar.

Die deutsche Gesellschaft für Kristallwachstum und Kristallzüchtung e.V. ist der Dachverband für Kristallzüchtung und Epitaxie in Deutschland. Neben den persönlichen Mitgliedern sind auch zahlreiche Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen Mitglied der DGKK. Sie alle unter-stützen die DGKK in ihrem Anliegen, Forschung, Lehre und Technologie auf den Gebieten Kristall- wachstum, Kristallzüchtung und Epitaxie zu fördern und die Bedeutung des Themas Kristallzüchtung für wissenschaftliche und technologische Entwicklungen, die unseren Alltag maßgeblich bestimmen, in die Gesellschaft zu tragen.

Silizium-Einkristall (unterste Ebene rechts)

Dieser Siliziumkristall mit einem Durchmesser von 150 mm wurde nach der Float-Zone-Methode gezüchtet. Das besondere Merkmal dieses industriell etablierten Verfahrens ist die schwebende Zone aus flüssigem Silizium, die mittels Induktion erhitzt wird und dabei nicht mit Fremdmaterialien in Kontakt kommt. Dadurch entstehen Kristalle von höchster Reinheit und perfekter Kristallstruktur. Diese Kristalle finden insbesondere in der Leistungselektronik Anwendung, zum Beispiel in Gleichrichtern für Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie in elektrischen Zügen. Sie spielen somit eine Schlüsselrolle in der Energiewende und der nachhaltigen Energieversorgung der Zukunft.

Ein führender Hersteller von Float-Zone-Siliziumkristallen ist die Siltronic AG in Deutschland. Der hier ausgestellte Kristall wurde im Jahr 2024 im Rahmen eines Forschungsprojekts mit dem Anlagenbauer PVA-TePla am Institut für Kristallzüchtung in Berlin gezüchtet.