Einkristall Bedeutung, Erklärung und Definition.

Ein Einkristall (engl.: single crystal) ist ein Kristall dessen Bausteine (Atome, Ionen oder Moleküle) ein einheitliches, homogenes Kristallgitter bilden (im Gegensatz zu polykristallinen Aggregaten, verzwillingten Kristallen, oder amorphen Substanzen).

Die Kristallstrukturanalyse zur Aufklärung von Molekülstrukturen ist heute eine Standardmethode der Chemie und der Biochemie. Hierfür ist jedoch die Kristallisation der Moleküle Voraussetzung, was insbesondere bei biologischen Molekülen sehr schwierig sein kann.

Idealerweise wird die Untersuchung an einem Einkristall durchgeführt. Manchmal ist dies unmöglich, da nicht genügend große Einkristalle einer Substanz zur Verfügung stehen. Heutzutage ist es zwar möglich selbst das Beugungsmuster von Kristallpulvern im Rahmen einer Kristallstrukturanalyse auszuwerten. Allerdings geht hierbei durch Überlagerung von Beugungsmaxima Information verloren, so dass die Ergebnisse von geringerer Qualität sind. Doch selbst aufwändig gezüchtete Einkristalle besitzen noch Gitterfehler.

Man unterscheidet Einkristalle von

chemischen Elementen

Silizium-Einkristalle werden in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Wafern, aus denen dann die Mikrochips hergestellt werden, benötigt. Große Silizium-Einkristalle wird durch Animpfen von geschmolzenem Silizium mit einem kleinen Siliziumkristall im Czochralski-Verfahren (Tiegelziehen) hergestellt. Eine andere Möglichkeit stellt das Zonenschmelzverfahren dar (Siehe auch: Wafer)

chemischen Verbindungen

Einkristalle werden zur Strukturaufklärung von chemischen Verbindungen unter Anwendung von Röntgenstrahlen, Neutronenstrahlen oder Synchrotronstrahlen benötigt, um unter anderem die genauen Bindungsabstände und die Anordnung der Atome in einem Molekül zu ermitteln. Die benötigten Kristalle brauchen dabei aber selten größer als 1 mm zu sein.

biologischen Makromolekülen

Mit Hilfe der Einkristall-Röntgenstrukturanalyse werden die dreidimensionalen Strukturen von makrozyklischen Verbindungen, Naturstoffen, Proteinen, DNS, RNS, u.a. bei hoher Auflösung bestimmt.

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