Untersuchung der thermischen Ausdehnung von Halbleiterschmelzen



Die thermische Ausdehnung von Schmelzen der Halbleiter Silizium und Germanium sowie der Legierungen dieser Elemente untersuchen Wissenschaftler am I. Physikalischen Institut der Universität Göttingen. Die Untersuchungen werden mit Hilfe von Parabelflug- und Bodenexperimenten durchgeführt. Die Forschungsergebnisse sind vor allem für das Verständnis und die Simulation der Schmelzen von Bedeutung. Die Halbleiterindustrie verwendet Kristalle dieser Schmelzen für die Herstellung integrierter Schaltkreise, die als Chips in fast jedem elektronischen Gerät zu finden sind. Für das auf drei Jahre angelegte Projekt in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Konrad Samwer stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung Fördermittel in Höhe von 251.000 Euro zur Verfügung. Kooperationspartner sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln und das California Institute of Technology in Pasadena (USA).

Die Halbleiter Silizium und Germanium schmelzen erst bei Temperaturen von um oder weit über 1.000 Grad Celsius und weisen eine hohe Reaktionsfreudigkeit auf. Daher können diese Schmelzen nicht in den üblichen Behältern, den so genannten Tiegeln, untersucht werden, da sie mit jedem Tiegelmaterial eine chemische Verbindung eingehen würden. Die Göttinger Forscher nutzen daher für ihre Untersuchungen das Verfahren der elektrostatischen Levitation.

Dazu wird die Materialprobe elektrisch aufgeladen und in einem großen elektrischen Feld durch elektrostatische Kräfte "zum Schweben" gebracht. Eine weitere Methode ist die elektromagnetische Levitation unter Schwerelosigkeit im Rahmen von Parabelflügen. Die Probe wird dazu in eine elektrische Spule eingebracht. Diese sorgt in einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld dafür, dass in der Probe "Wirbelströme" angeworfen werden, so dass diese ebenfalls schwebt, beziehungsweise positioniert werden kann. Von den Forschungsergebnissen erhoffen sich die Physiker insbesondere Aufschluss darüber, wie sich der Verlauf des Kristallwachstums gezielt beeinflussen lässt, um so Kristalle mit speziellen Eigenschaften für die Halbleiterindustrie zu "züchten".


Kontakt
Prof. Dr. Konrad Samwer
Fakultät für Physik

I. Physikalisches Institut

Tel: +49 551 39-7623

Fax: +49 551 39-2328

E-Mail: ksamwer@gwdg.de
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