DE102005003407B4 - Verfahren zur Herstellung von Kolloid-Kristallen oder Kolloid-Partikelsystemen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Kolloid-Kristallen oder Kolloid-Partikelsystemen (13) mit folgenden Schritten:
– Bereitstellen einer Suspension oder Emulsion als molekular-kristallisationsfähigem System (15) umfassend kristallbildende Partikel (16)
– Bereitstellen eines Kristalls oder Partikelsystems als Keimkristall (12) und Tauchen des Keimkristalls (12) in das molekular-kristallisationsfähige System (15)
– Bewegen, also Herausziehen des Keimkristalls (12) unter Rotation aus dem molekular-kristallisationsfähigen System (15) unter Anlagerung der kristallbildenden Partikel (16) an den Keimkristall (12) oder dem bereits gebildeten Kristall (13) und kontinuierliche Bildung eines rotationssymmetrischen Kristalls (13) oder Partikelsystems.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kolloid-Kristallen oder (bzw.) Kolloid-Partikelsystemen, wobei der Kristall aus einem molekular-kristallisationsfähigen System, wie z. B. einer Suspension kristallbildender Partikel, insbesondere in Micellen- oder Kugelform gewonnen wird. Insbesondere befasst sich dabei die Erfindung mit Kristallen bzw. Partikelsystemen, wobei die Partikel Polymere oder auch Kolloide sind.
• Als kolloidal wird hierbei die Verteilung eines Stoffes in einem Dispersionsmittel (kontinuierliche Phase) bezeichnet, wenn mindestens eine Dimension der dispergierten Phase ≤ 1 μm ist. Üblicherweise grenzt man die kolloidalen Dispersionen bei etwa 1 nm gegen die echten Lösungen ab. Kolloide sind allgemein mögliche Verteilungszustände der Materie. Die drei Grundtypen kolloidaler Systeme sind zweiphasige Dispersionen, Lösungen makromelukaler Stoffe und Assoziationskolloide, Kolloide können aus metallischen, nicht-metallischen, organischen und/oder anorganischen Verbindungen bestehen.
• Kolloidkristalle können entweder als Kolloidkristalle mit monokristalliner oder polykristalliner Struktur als 3-D-Kristalle vorliegen, wobei die Einkristalle ein definiertes Kristallgitter aufweisen. Kolloidkristalle bestehen aus periodisch angeordneten Kugelpackungen mit Kugelabmessungen typischerweise im Mikrometerbereich, insbesondere im nm- bis < 10 μm-Bereich. Kolloidkristalle werden vielfach zur Erzeugung von dreidimensionalen photonischen Kristallen eingesetzt. Dabei besitzt ein photonischer Kristall die inverse Struktur des Kolloidkristalls, die durch Infiltration des Kristalls z. B. mit einem optisch dichten Medium, das einen Brechungsindex > 2 aufweist und anschließendem Ansätzen der Kolloidkugeln erhalten werden kann. Z. B. kann zunächst ein Templat hergestellt werden durch Bildung eines Kristalls beispielsweise aus Polymer- oder Quarzkügelchen. Es kann dann vorgesehen sein, beispielsweise Selen zu infiltrieren und die Kügelchen zu entfernen, so dass man im Wesentlichen eine Inverse des Kristalls erhält. Der Kristall dient dabei also als eine Art Form für den eigentlichen photonischen Kristall.
• Bei photonischen Kristallen ist der Brechungsindex auf der Skala der Wellenlänge des Lichts periodisch moduliert. Sie zeigen dabei eine photonische Bandlücke, wobei sich Licht bestimmter Wellenlänge in diesem Medium nicht mehr ausbreiten kann. Der Effekt beruht dabei auf Vielfachreflektion und nicht auf Absorption, wie beispielsweise bei Metallen. Sie besitzen daher eine gewisse Analogie zu Halbleitern, die eine elektronische Bandlücke aufweisen.
• Opale bzw. photonische Kristalle können bei der Herstellung von Farbeffektschichten und Beschichtungen für eine Vielzahl von Materialien, wie Metall-, Glas- oder Plastikoberflächen Einsatz finden. Des Weiteren sind Einsatzmöglichkeiten im Bereich von sogenannten schwellenlosen Lasern, aber auch zu Wärmeschutzbeschichtungszwecken denkbar. Eine Vielzahl anderer Einsatzbereiche, wie z. B. Optoelektronik (Telekommunikation, Computer), Filter, effektive Lichtemitter etc. sind ebenfalls zu erwarten.
• Neben dem beschriebenen Herstellungsprozess ist es auch möglich, photonische Kristalle mittels Nanolithographie oder Nanotechnologie herzustellen.
• In der Nanotechnologie unterscheidet man sequentielle und parallele Verfahren. Insbesondere zu nennen sind hier die Laserholographie, das Ionenstrahlätzen in Silizium, die Röntgenlitographie etc. Mit Hilfe der Nanolitographie bzw. -technologie können zwar nahezu defektfreie Strukturen der Kristalle erhalten werden, die Herstellung ist jedoch sehr aufwendig. Mit dem derzeitig möglichen Verfahren lassen sich lediglich Kristallstrukturen fertigen, die kaum größer als 100 μm² sind und weniger als 100 Monolagen in Z-Raum-Richtung aufweisen.
• Das zweite beschriebene Verfahren, das sogenannte Self-Assembly-Verfahren basiert auf der spontanen Selbstorganisation von monodispersen kugelförmigen Partikeln in Suspensionen. Es werden vielfach Silica- oder Latex-(PMMA) Kugeln verwendet. Geordnete Packungen entstehen dann bei der Sedimentation und Trocknung dieser Suspensionen, wie es beispielsweise natürlich beim Schmuckstein Opal vorkommt. Diese Strukturen weisen jedoch eine geringe mechanische Festigkeit auf und müssen daher nach der Trocknung stabilisiert werden. Darüber hinaus besteht das Problem, dass auf diese Weise stets polykristalline Strukturen gebildet werden. Darüber hinaus erfolgt die Sedimentation und Kristallbildung meist in sehr verdünnten Suspensionen, so dass das Verfahren recht langsam abläuft. Darüber hinaus führt das anschließende Trocknen und Stabilisieren vielfach zu Rissbildungen und damit zur Zerstörung der Struktur. Um einkristalline Strukturen zu erhalten, ist eine aufwendige Präparation aus einer polykristallinen Struktur notwendig. Beim sogenannten ”convective assembly” können zwar große Kolloideinkristalle im Zentimetermaßstab hergestellt werden, allerdings ist das Verfahren auf Filme, d. h. dünne Schichten bis maximal 50 Monolagen, begrenzt und kann nur für Kugeldurchmesser des Kolloids < 400 nm angewendet werden.
• Weitere Beispiele für Kolloidkristalle sind Kohlenstoffstrukturen, wie Fullerene, z. B. C60-Strukturen, Nanotubes aber auch Eiweißstrukturen wie Viren und Bakterien, Schäume und Emulsionen.
• Als molekular-kristallisationsfähige Systeme kommen vorzugsweise Flüssigkeiten zum Einsatz.
• Des Weiteren ist aus der EP 1 212 477 B1 ein Herstellungsverfahren für einen photonischen Kristall bekannt, bei dem aus einer Suspension mit einem Kolloid ein Kristall gezogen wird. Hierbei ist vorgesehen, dass der Kristallisationsprozess zwischen zwei durch sogenannte ”Spacerbeats” beabstandete Platten erfolgt. Der Wachstumsprozess erfolgt hierbei in flächiger Ausdehnung, wobei kein Wachstum in der dritten Dimension erzielt wird.
• Weiterhin offenbart die DE 23 41 820 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, bei dem stets auf eine Anlagerung eine Rückführung von bereits kristallisiertem Material erfolgt, wobei je nach Fehlermenge im Kristall mehr oder weniger Material angelagert wird im Verhältnis zum wieder zurückgeführten Material.
• Ferner ist aus der EP 0 573 193 B1 ein Verfahren zur Züchtung von Metalloxiden bekannt, wobei sich dieses auf eine Kristallzucht aus Lösungen und Schmelzen bezieht. Die Züchtung erfolgt dabei in einer flüssigen Phase, die eine feste Phase enthält unter Drehung des Keimkristalls. Dabei unterscheidet sich die Zusammensetzung der flüssigen Phase von der des Metalloxids. Sie umfasst lediglich die das Metalloxid bildenden Komponenten und bildet daher kein molekularkristallisationsfähiges System. Die feste Phase ist an einem vom Ort der Kristallisation verschiedenen Ort vorgesehen und liefert Komponenten zur Herstellung des Metalloxids an die flüssige Phase.
• Schließlich offenbart die DE 34 41 541 A1 ein Verfahren zur Züchtung von Ionenkristallen, die aus einer Lösung gezogen werden.
• Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der Kolloid-Kristalle oder (bzw.) Kolloid-Partikelsysteme, insbesondere mit einkristalliner Struktur, bereitzustellen, das die Erzeugung verhältnismäßig großer Kolloid-Kristalle oder Kolloid-Partikelsysteme in wirtschaftlich sinnvoller Weise ermöglicht.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Kolloid-Kristallen bzw. Kolloid-Partikelsystemen mit folgenden Schritten:
• – Bereitstellen einer Suspension oder Emulsion als molekular-kristallisationsfähiges System umfassend Partikel,
• – Bereitstellen eines Kristalls als Keimkristall, wobei der Keimkristall die gewünschte Struktur aufweist und Tauchen des Keimkristalls in das molekular-kristallisationsfähige System,
• – Bewegen, also Herausziehen des Keimkristalls unter Rotation aus dem molekular-kristallisationsfähigen System unter Anlagerung der Partikel an den Keimkristall und kontinuierliche Bildung eines rotationssymmetrischen Kristalls an der Grenzfläche zwischen dem kristallisationsfähigen System und dem Keimkristall oder (bzw.) dem entstehenden Kristall.
• Wichtig ist hierbei, dass der Kontakt zwischen dem Keimkristall bzw. dem so gebildeten zylindrischen Kristall und dem kristallisationsfähigen System nicht abreißt und der Kristall kontrolliert bzw. an das Kristallwachstum angepasst aus dem kristallisationsfähigen System herausgezogen wird.
• Das Verfahren basiert wie das Sedimentationsverfahren auf dem ”self assembling” der Partikel. Dabei wird anders als beim Sedimentationsverfahren der Kristall gegen die Schwerkraft aus dem kirstallisationsfähigen System gezogen. Durch das Tauchen des Keimkristalls oder Impfkristalls in das kristallisationsfähige System und die Einstellung von definierten Verfahrensbedingungen wird beim Herausziehen des Impfkristalls neuer Kristall am Fest-Flüssig-Übergang gebildet, wobei es zu einem Trocknen des kristallisationsfähigen Systems kommt. Auf diese Weise bildet sich ein rotationssymmetrischer Kristall, der bezüglich seiner Struktur dem Impfkristall entspricht.
• Dabei wird der Kristall unter Rotation gezogen, wobei hierunter zu verstehen ist, dass entweder der (Keim-)Kristall oder das kristallisationsfähige System rotieren. Die einzelne Rotationsgeschwindigkeit kann dabei Null bis zu einer an das System angepassten Maximalgeschwindigkeit betragen. Eine der beiden Rotationsgeschwindigkeiten muss jedoch mindestens größer Null sein.
• Neben dem Ziehen des Kristalls aus dem kristallisationsfähigem System kann auch der Kristall ortsfest sein und die Flüssigkeit des kristallisationsfähigen Systems z. B. durch Verdunstung abgesenkt werden.
• Darüber hinaus werden die Eigenschaften, wie die Güte des Kristalls und die Kristallabmessungen von der Ziehgeschwindigkeit, des kristallisationsfähigen Systems, nämlich der Einstellung der Partikelwechselwirkungskräfte, der Feststoffvolumenkonzentration, der Monodispersität der Partikel, der Atmosphäre, nämlich Temperatur und Luftfeuchte, sowie der verwendeten Flüssigkeit, insbesondere ihrer Dichte, Viskosität etc. sowie weiterer Parameter bestimmt. Auch das gezielte Einbringen von Defekten und Dotierungen ist möglich oder der Einsatz einer Sperrflüssigkeit. Die Sperrflüssigkeit verhindert übermäßiges Abdampfen der Matrixflüssigkeit und dient zur gezielten Einstellung der Grenzschichteigenschaften, z. B. des Einstellens des Phasenübergangs. Als Sperrflüssigkeit sind mit der Matrixflüssigkeit vollständig nicht vermischbare Flüssigkeiten geeignet. Unter Matrixflüssigkeit wird dabei die partikelfreie Flüssigkeit verstanden, die zur Dispergierung bzw. Stabilisierung der Partikel bzw. Kolloide dient.
• Dabei kann das Verfahren insbesondere eingesetzt werden, um Kristalle mit einkristalliner Struktur zu erzeugen. Alternativ können jedoch auch polykristalline Strukturen hergestellt werden. Die einkristalline Struktur wird insbesondere dadurch erzeugt, dass der Keimkristall eine Kristallorientierung besitzt, die eine einkristalline Struktur aufweist, wobei sich dann der später entstehende Kristall an dieser Kristallstruktur ausrichtet. Insbesondere das Herstellen von Einkristallen ließ sich bisher mittels des ungeordneten Sedimentationsverfahrens nur schwer realisieren.
• Das Verfahren dient dabei besonders bevorzugt zur Herstellung von Kolloidkristallen und dabei insbesondere zur Herstellung von Kolloid-Einkristallen.
• Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Keimkristall benötigt, der z. B. dadurch erzeugt wird, dass ein Substrat vorgegeben wird, wobei das Substrat z. B. ein Silicium-Wafer sein kann, auf dem sich Partikel adhäsiv anlagern können. Dieses Substrat wird in eine kristallisationsfähige Flüssigkeit oder auch Matrixflüssigkeit getaucht und durch Verdunstung der Flüssigkeit lagern sich Partikel, die sich zu Kristallen verbinden, auf dem Substrat ab. Das Substrat weist dabei eine zweidimensionale Form auf, wobei sich die Kristalle auf einer Oberfläche des Flachmaterials anlagern. Das Substrat weist hierbei hinsichtlich einer Erstreckung eine Einschnürung auf, so dass eine eieruhrartige Form gebildet wird. Die Einschnürung ist so ausgebildet, dass von vielen Kristallkeimen nur ein Kristallkeim im Bereich der Verjüngung oder Einschnürung vorgesehen sein kann. Nach dieser Einschnürstelle wird dann der Kristall entsprechend der Struktur des Kristallkeims in der Einschnürung weitergebildet.
• Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Keimkristallen ist die Verwendung der Nanotechnologie oder Nanolitographie, wie bereits vorstehend beschrieben. Grundsätzlich können jedoch auch weitere Self-Assembling-Verfahren, wie beispielsweise das ”convective-assembly”-Verfahren verwendet werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, in verhältnismäßig kurzer Zeit große Volumenkristalle, insbesondere Einkristalle, herzustellen, wobei insbesondere konzentrierte bis hochkonzentrierte molekular-kristallisationsfähige System verwendet werden.
• Aufgrund der Tatsache, dass die Kristallbildung anhand der Struktur eines Keimkristalls erfolgt, lassen sich auch solche Kristallorientierungen erstellen, die unter dem eher spontanen und ungerichteten Sedimentationsverfahren nur schwer realisierbar sind.
• Insbesondere können Kristallabmessungen hergestellt werden, die bisher nicht erzielbar waren.
• Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren lässt sich ein Kristall herstellen, der insbesondere ein Einkristall ist. Bei dem Kristall kann es sich bevorzugt um einen Kolloidkristall insbesondere zur Herstellung von photonischen Kristallen handeln.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
• Dabei zeigen in schematischer Darstellung:
• 1 ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls,
• 2 ein Verfahren zur Herstellung eines Keimkristall und
• 3 eine weitere Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Keimkristalls.
• 1 zeigt dabei eine Herstellung eines Kolloideinkristalls zur Erzeugung eines photonischen Kristalls. Die Anordnung umfasst hierbei einen Tank bzw. Tiegel, der mit 14 gekennzeichnet ist. In dem Tank oder Tiegel 14 ist eine Suspension 15, die neben einer Flüssigkeit Kolloide, die mit 16 gekennzeichnet sind, enthält. Bei den Micellen oder Kugeln 16 des Kolloids handelt es sich um einen Zusammenschluss mehrerer Moleküle unter Ausbildung von gleichförmigen oder regelmäßigen Gebilden. Darüber hinaus ist ein mit 11 gekennzeichneter Keimhalter vorgesehen, an dessen in Richtung auf die Suspension 15 weisendem Ende ein Keimkristall 12 angeordnet ist. Die Erzeugung des Keimkristalls wird zu 2 bzw. 3 näher erläutert. Bei dem Keimkristall 12 handelt es sich um einen Einkristall mit vorgegebener Kristallorientierung und Struktur. Der Keimhalter 11 wird bei der Herstellung mit dem Keimkristall 12 in die Suspension 15 eingetaucht. Mit dem Pfeil 17 ist die Rotation des Keimhalters 11 gekennzeichnet, wobei unter Rotation der Keimhalter 11 langsam aus der Suspension 15 in Pfeilrichtung 18 gezogen wird. Die Suspension 15 in einem Tiegel 14 wird dabei in gegenläufiger Richtung 17' gedreht. Dabei lagern sich Kolloidkugeln 16 an dem Keimkristall 12 im Bereich des Flüssig-Fest-Übergangs an, wobei die Flüssigkeit der Suspension 15 verdunstet. Die Kolloidkugeln 16 haften dabei sowohl am Keimkristall 12 als auch untereinander. Abhängig von Temperatur und Ziehgeschwindigkeit, mit der der Keimhalter 11 mit dem anwachsenden Kristall, der hier mit 13 gekennzeichnet ist, aus der Suspension 15 gezogen wird, sowie weiterer Parameter der Suspension 15, kann der gewünschte Durchmesser des zylindrisch anwachsenden Kristalls 13 eingestellt werden. Der anwachsende Kristall besitzt dabei einen größeren Durchmesser als der Keimkristall 12, besitzt jedoch die gleiche homogene Kristallstruktur und Orientierung wie der Keimkristall 12.
• Die Kristallisation wird dabei in einer Klimakammer 19 durchgeführt, die einen Gaseinlass 37 und einen Gasauslass 38 aufweist. Unterhalb des Tiegels 14 ist eine Heizung 10 angeordnet. Über die Heizung kann die Temperatur der Suspension 15 eingestellt werden. Darüber hinaus ist eine Sperrflüssigkeit 39 vorgesehen.
• Mindestens eine der Rotationsgeschwindigkeiten ist dabei größer null und kleiner als eine Maximaldrehgeschwindigkeit.
• 2 zeigt nun die Erzeugung eines ersten Keimkristalls zur Durchführung des in 1 dargestellten Verfahrens, bei dem als Keimkristall insbesondere ein Einkristall Verwendung finden soll, damit mit dem in 1 gezeigten Verfahren weitere Einkristalle erzeugt werden können.
• Zur Erzeugung eines einkristallinen Keimkristalls wird ein Substrat 21 eingesetzt, bei dem es sich insbesondere um einen Silicium-Wafer handeln kann. Bei dem Substrat 21 handelt es sich um eine Flachmaterialbahn, also um eine zweidimensionale Gestaltung, wobei die gezeigte Form ähnlich einer Sanduhr mit einer Einschnürung 23 entweder durch die Kontur des Substrats 21 oder durch eine entsprechende Beschichtung des Substrats 21 erreicht werden kann, so dass eine adhäsive Anlagerung von Partikeln lediglich innerhalb dieser Kontur möglich ist. Die Partikel bzw. Kolloidkugeln sind hier mit 22 gekennzeichnet. Dabei kann gesehen werden, dass in einem ersten Bereich 25 sich die Partikel in vielen Kristallkeimen organisiert haben, sich also eine polykristalline Kristallstruktur ausbildet. Zum Selektieren eines Kristallkeims dient dann die Einschnürung oder Verjüngung 23. Die Verjüngung 23 ist dabei so einzustellen, dass lediglich einer der Kristallkeime in diesem Bereich angelagert werden kann, so dass nach der Verjüngung die Kristallkeime mit der gleichen Struktur wie der Kristallkeim in der Verjüngung 23 weiterwachsen. Auf diese Weise können Keimkristalle mit monokristalliner Struktur erzeugt werden.
• Die Haftung der Kristallkeime am Substrat erfolgt dabei über Adhäsion, wohingegen die Kristallkeime untereinander durch van der Waals-Kräfte aneinander haften. Der erzeugte Einkristall als Keimkristall kann danach optional noch stabilisiert werden, was entweder durch Ansintern oder Eintauchen in eine Wasserglaslösung erzielt werden kann, damit der Keimkristall nicht bei Eintauchen in die Suspension zum Ziehen des Kristalls in der Suspension aufgelöst wird.
• 3 erläutert nun die Methode zur Herstellung eines Keimkristalls weiter, wobei hierzu eine Klimakammer 32 vorgesehen ist, in der ein Tiegel 31 befindlich ist. Im Tiegel 31 ist eine Matrixflüssigkeit vorgesehen, wobei in der Matrixflüssigkeit die mit 34 gekennzeichnet ist, Kolloidpartikel 35 angeordnet sind.
• Der Tiegel 31 ist dabei wiederum mit einer Heizung 33, die optional angeordnet ist, versehen. Darüber hinaus weist die Klimakammer 32 Gasauslässe 47 und 48 auf. Das Substrat, das hier mit 36 bezeichnet ist, entspricht dem in 2 gezeigten Substrat und wird in die Matrixflüssigkeit 34 eingetaucht. Durch Verdunstung der Matrixflüssigkeit 34 erfolgt dann – wie bereits bei 2 beschrieben – die Anlagerung der Kolloidpartikel 35 auf dem Substrat 36, wobei im Bereich der Querschnittsverengung ein Kristall mit einkristalliner Struktur selektiert wird und bei weiterer Verdunstung der gewünschte Einkristall auf dem Substrat 36 gebildet wird.
• Ein so gebildeter Einkristall kann dann im Verfahren gemäß 1 eingesetzt werden. Auf die beschriebene Weise können verhältnismäßig große Kristalle auf wirtschaftliche Weise erzeugt werden, die danach mit bekannten Verfahren in herkömmlicher Weise z. B. zu photonischen Kristallen invertiert werden können.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Kolloid-Kristallen oder Kolloid-Partikelsystemen (13) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Suspension oder Emulsion als molekular-kristallisationsfähigem System (15) umfassend kristallbildende Partikel (16) – Bereitstellen eines Kristalls oder Partikelsystems als Keimkristall (12) und Tauchen des Keimkristalls (12) in das molekular-kristallisationsfähige System (15) – Bewegen, also Herausziehen des Keimkristalls (12) unter Rotation aus dem molekular-kristallisationsfähigen System (15) unter Anlagerung der kristallbildenden Partikel (16) an den Keimkristall (12) oder dem bereits gebildeten Kristall (13) und kontinuierliche Bildung eines rotationssymmetrischen Kristalls (13) oder Partikelsystems.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Durchmesser des rotationssymmetrischen Kristalls (13) über die Geschwindigkeit beeinflussbar ist, mit der der Keimkristall (12) aus dem molekular-kristallisationsfähigen System (15) gezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Bildung von Kristallen (13) mit einkristalliner Struktur.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Bildung von Kristallen (13) mit polykristalliner Struktur.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Keimkristall (12) mittels eines Substrates (21) erzeugt wird, wobei das Substrat (21) in eine Flüssigkeit umfassend kristallbildende Partikel getaucht wird und sich kristallbildende Partikel adhäsiv auf dem Substrat anlagern und durch Verdunstung des Substrates ein Kristallwachstum erzielt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Substrat einen Bereich (23) aufweist, in dem die Selektion eines Kristallkeims aus einer Vielzahl von Kristallkeimen stattfindet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Bereich (23) so ausgebildet ist, dass ein weiteres Kristallwachstum am Kristallkeim in diesem Bereich (23) ausgerichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, bei dem der Keimkristall vor der Verwendung stabilisiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Keimkristall durch Ansintern vor der Verwendung stabilisiert wird.