Viele kristalline Materialien zeigen einen Eindruckgrößeneffekt (Indentation Size Effect, ISE), was einen wesentlichen Anstieg der Härte mit abnehmender Eindringtiefe durch geometrisch selbstähnlichen Eindringkörpern wie Pyramiden und Kegeln bedeutet. Während des Eindringversuches wird das Material unter dem Eindringkörper stark deformiert, was zu einem Dehnungsgradienten führt, welcher wiederum eine hohe lokale Versetzungsdichte erzeugt. Um ein besseres Verständnis der mikromechanischen Eigenschaften zu erlangen, wurde die Entwicklung der dreidimensionalen Versetzungsstruktur um und unter eines sphärischen und eines Berkovich Eindringkörpers erstmals in (001) orientierten Strontiumtitanat (STO) Einkristallen bei Raumtemperatur mittels der sequentiellen Polieren und Ätzgrübchen-Technik (Sequential Polishing and Etching Technique, SPET) abgebildet. Rasterelektronenmikroskopie (Scanning Electron Microscopy, SEM) und Elektronenrückstrahlbeugung (Electron Back Scatter Diffraction, EBSD) wurden zusätzlich verwendet, um Versetzungsstrukturen in verschiedenen Tiefen unter der Oberfläche zu analysieren.

Die Daten aus den Eindringversuchen kombiniert mit den Erkenntnissen der Versetzungs-Ätzgrübchen Methode zeigt, dass die beginnende plastische Verformung (welche sich als plötzliche, sprunghafte Änderung in der Last-Eindringkurve darstellt) stark von der Anwesenheit von zuvor entstandenen Versetzungen abhängig ist. Durch Ätzen kann eine sternförmige Ätzgrübchen-Struktur um den verbleibenden Eindruck sichtbar gemacht werden, welche entlang der <100> und <110> Richtung orientiert ist. Diese bilden sich inkrementell bei steigender Eindringkraft aus. SPET untersuchte Querschliffe bestätigen das Vorhandensein einer hohen Versetzungsdichte unterhalb des Eindruckes. Nach weiterem Polieren in tiefer liegende Schichten, konnten versetzungsfreie Bereiche, welche von quadratisch angeordneten Ätzgrübchen-Strukturen umgeben waren, beobachtet werden. Durch die Form der Ätzgrübchen und das Verfolgen der Anhäufungen von Ätzgrübchen konnte bewiesen werden, dass die Versetzungsbewegung entlang der {110} Ebene unter dem Eindruck bevorzugt abläuft.

SPET wurde verwendet, um die Versetzungsdichte in den entsprechenden Tiefen zu bestimmen. Anschließend wurde mit der hochauflösenden Elektronenrückstrahlbeugung (High-Resolution Electron Backscatter Diffraction, HR-EBSD) vergleichend ebenfalls die Versetzungsdichte bestimmt. Die Versetzungsdichte, welche durch die Ätzgrübchen Methode ermittelt wurde, beinhaltet sowohl statistisch gespeicherte Versetzungen (Statistically Stored Dislocations, SSD) als auch geometrisch notwendige Versetzungen (Geometrically Necessary Dislocations, GND). HR-EBSD hingegen kann ausschließlich die Zahl an GBDs bestimmen, welche nötig ist um die gemessene Orientierungsänderung zu erzeugen. HR-EBSD und die Ätzgrübchen Methode zeigen für den normalisierten Radius eine höhere Versetzungsdichte bei kleineren Eindringlasten. Die Ergebnisse bestätigen die Annahmen des Nix-Gao Modell, welches bei kleineren Eindringtiefen eine höhere GND dichte erwartet.

Weiterhin wurden Berkovich Eindringversuche bei erhöhten Temperaturen (350 °C) auf dem (001) orientierten STO durchgeführt, um den Temperatureinfluss auf den Eindruckgrößeneffekt und die Versetzungsstruktur um den verbleibenden Eindruck zu analysieren. Es zeigte sich, dass Strontiumtitanat einen ISE aufweist, welcher bei 350 °C deutlich schwächer als bei 25 °C ausgeprägt ist. Bei 25 °C wurden kürzere maximale Abstände der Ätzgrübchen zum Eindruck als bei 350 °C gemessen. Dies steht im Einklang mit dem geringer ausgeprägten ISE bei 350 °C. Peach-Köhler Kräfte und das elastisch-plastische Eindringspannungsfeld wurde verwendet um den Einfluss der Reibungsspannung des Gitters auf den Versetzungs-Stau zu berechnen. Basierend auf den äußersten Versetzungen, welche sich im Equilibriums-Zustand befinden, wurde eine durchschnittliche Gitterreibspannung von 89 MPa bei 25 °C und 46 MPa bei 350 °C berechnet.