Technik erkennt Strahlenschäden in Elektronik
Wissenschaftler des Pacific Northwest National Laboratory detaktieren selbst winzigste Spuren
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Harouaka bei der Vorbereitung einer Probe (Foto: Andrea Starr, pnnl.gov) |
Richmond (pte006/02.02.2021/06:15)
Sensible Elektronik kann zerstört werden, wenn sie von Strahlen getroffen wird. Viele Elemente enthalten Spuren von radioaktiven Materialien, die eine Schaltung stören oder gar lahmlegen können, wenn sie versehentlich in hochempfindliche Detektoren und Sensoren geraten. Die Hersteller lassen es sich gezwungenermaßen Milliarden kosten, um verunreinigte Elemente ausfindig zu machen und sie von den Fremdkörpern zu befreien.
[b]Strahlendes Material versteckt sich in Gold[/b]
Jetzt haben Chemiker des Pacific Northwest National Laboratory https://www.pnnl.gov/ (PNNL) des US-Energieministeriums in Richland im US-Bundesstaat Washington eine einfache und zuverlässige Methode entwickelt, mit der sie Verunreinigungen aufspüren und beseitigen können. Sie finden sich oft in edlen Materialien wie Gold, mit dem unter anderem Kontaktflächen überzogen werden, aber auch in Kupfer, ebenfalls ein Material, das Chiphersteller einsetzen.
[b]Nachweisgrenze liegt bei zehn zu einer Billion[/b]
„Mit diesem Verfahren lassen sich zehn Fremdatome in einer Billion Goldatome nachweisen", sagt PNNL- Chemikerin Khadouja Harouaka. Das könne man mit dem Versuch vergleichen, ein vierblättriges Kleeblatt auf einem Kleefeld zu finden, dessen Fläche größer ist als die der Stadt New Orleans. Das gelingt in einem modifizierten Massenspektrometer, das normalerweise die Masse von Atomen oder Molekülen misst. Dazu wird die Probe, beispielsweise Gold, in die Gasphase überführt. Dieser Strom wird mit Sauerstoffatomen beschossen, die sich an die strahlenden Partikel aus den Elementen Thorium und Uran anlagern und dadurch ein charakteristisches Molekulargewicht bekommen.
[b]Wichtig auch für den „Chip-Alltag"[/b]
„Es ist vergleichbar mit einem Heliumballon, der an jedem Fremdmolekül befestigt wird, sodass dieses Gespann über dem riesigen See aus Goldmolekülen schwebt", so Harouaka. So ließen sich die Verunreinigungen leicht abtrennen. Mit diesem Verfahren lässt sich beispielsweise hochreines Kupfer herstellen, das in Strahlungsdetektoren eingebaut wird, die unter anderem genutzt werden, um die Einhaltung internationaler Nuklearverträge zu kontrollieren.
(Ende)
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