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2.4.2 Versetzungsbildung und Versetzungsbewegung in Silizium 38
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A
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P 1
P 2
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B
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C
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Abb. 2.17: Shockleysche Partialversetzungen P 1 , P 2 in der Doppelgleitebene und der sich ausgebildete
Stapelfehler.
Aufspaltung der Versetzung führt zu einem Fehler in der Stapelfolge der Packungsdichte,
einem sogenannten Shockley’schen Stapelfehler oder Zwillingsscherung. Dieser Flächendefekt
tritt in den Doppelgleitebenen auf und wird durch die beiden Versetzungslinien
der Partialversetzungen begrenzt. Bei diesem Prozess wird für Werkstoffe mit geringer
Stapelfehlerenergie, zu denen auch Silizium gezählt wird, Energie aus der sich bildenden
Gitterverzerrung gewonnen. In Abb. 2.17 sind solche dissoziierten Partialversetzungen
dargestellt. Das Partial P 1 ist durch einen Stapelfehler (Lage der Atome wechselt von der
γ– auf die α–Konfiguration) mit dem Partial P 2 entgegengesetzter Richtung verbunden.
Gleitfähige Versetzungen scheinen bevorzugt als solche dissoziierten Versetzungen aufzutreten
[37].
Zu den wichtigsten Arten von Versetzungen zählen die 60 ◦ –Versetzungen und die Schraubenversetzungen.
Die Bezeichnung 60 ◦ beschreibt hier den Winkel zwischen der Versetzungslinie
s und dem Burgers-Vektor b (siehe Abb. 2.19a). Für Schraubenversetzungen
beträgt dieser Winkel 0 ◦ . Aus Abb. 2.15 kann die Bildung von 60 ◦ –Versetzungen gedanklich
durch das Entfernen oder zusätzliche Einfügen der in Abb. 2.16 dargestellten
Halbebenen erfolgen. Entlang der Grenze dieser Extrahalbebenen entsteht eine dichte
Reihe ungepaarter Bindungen. Der Einschub solcher Ebenen erfolgt bis auf die Gleitbzw.
Mischebenen der aktiven Gleitsysteme. Daraus ergeben sich, wie in Abb. 2.18 dargestellt,
zwei unterschiedliche Möglichkeiten der Versetzungsbildung einer 60 ◦ –Versetzung.
Bei Schraubenversetzungen hingegen treten keine ungepaarten Bindungen auf. Der schraubenförmige
Charakter einer solchen Versetzung lässt sich in Abb. 2.19b durch Vergleich
mit einer ‘normalen’, hexagonalen Struktur vergleichen. Ein normales Hexagon wird beschrieben
durch die Atomfolge 7–8–9–10–11–12–7. Das Atom an Position 7 bildet den
Anfang und das Ende dieses Ringes. Durch eine Schraubenversetzung wird das Gitter