Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher des Leibniz-Instituts für Kristallzüchtung erhalten Innovationspreis Berlin-Brandenburg

08.12.2008
Die Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der sich Kristalle für technische Anwendungen in besserer Qualität und kostengünstiger herstellen lassen. Eine erste Anlage befindet sich bereits in der industriellen Erprobung.

Das Team um Prof. Peter Rudolph vom Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) erhält für die Entwicklung einer neuen Methode zur Züchtung von Halbleiterkristallen den Innovationspreis Berlin-Brandenburg. Mit ausgezeichnet werden das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) sowie die Firmen Steremat Elektrowärme GmbH aus Berlin und Auteam Industrie-Elektronik GmbH aus Brandenburg.

Kristalle - das sind nicht nur Schmuckstücke, sondern sie spielen in der Technikwelt eine wichtige Rolle. Wissenschaftlich steht der Begriff Kristall für perfekt angeordnete Atome in einem Festkörper. Handys, Laser, Leuchtdioden - sie alle funktionieren nur, weil in ihnen Bauelemente stecken, die auf hochregelmäßigen Halbleiterkristallen wie Silizium oder Galliumarsenid basieren. Solche Kristalle werden in der Industrie in großem Maßstab in aufwändigen Verfahren "gezüchtet". Dabei kühlt eine Schmelze langsam und kontrolliert ab, die Atome können sich so Schicht für Schicht ganz gleichmäßig aneinander lagern.

Dieses Züchtungsverfahren konnten die Forscher im Rahmen des Projektes KristMAG (Kristallzüchtung im wandernden Magnetfeld) jetzt um einen entscheidenden Schritt verbessern. Die Forscher nutzten in ihren Anlagen wandernde Magnetfelder, um in der Schmelze die Strömungsintensität zu verringern. Wie in jedem Kochtopf so entstehen auch in einer Schmelze Strömungen auf Grund der unterschiedlichen Wärmeverteilung. Bewegliche Magnetfelder können diesen Strömungskräften entgegenwirken, die Schmelze kann gleichmäßiger kristallisieren.

Das Prinzip ist eigentlich nicht neu, im Vergleich zu anderen Kristallzüchtern hatten die Forscher aber die entscheidende Verbesserungsidee: Sie ordneten die Magnetfeldgeneratoren nicht mehr außen um die Schmelzöfen an, sondern entwickelten Heizspulen, mit denen sich gleichzeitig Magnetfelder erzeugen lassen. "Da das Magnetfeld unmittelbar in den Schmelztiegel eingekoppelt wird, brauchen wir nur noch relativ geringe Feldstärken. Äußere Magnetfelder müssten sehr stark sein, um bis nach innen zu dringen und würden die Kosten für eine Züchtungsanlage etwa verdoppeln", sagt Rudolph. Der Trick: Die Heizspulen erzeugen über Gleichstrom Wärme, ein darüber gelagerter Wechselstrom erzeugt die wandernden Magnetfelder. Möglich machten dies die Industriepartner des Projektes, die ein ausgefeiltes Leistungs- und Steuerungssystem entwickelten. Mithilfe der Numerik modulierten zuvor Mathematiker des WIAS und Ingenieure des IKZ in Kooperation mit der Leibniz-Universität Hannover die Anlage und die physikalischen Prozesse in 3D am Computer.

Im Ergebnis können solche Züchtungsanlagen reinere Kristalle in höherer Ausbeute liefern. Dies hat auch die Industrie erkannt, die Forscher erhielten Anfragen aus aller Welt. Die erste Anlage der Kristallzüchter befindet sich bereits in der industriellen Erprobung. Besonderes Interesse zeigte auch die Solarindustrie an dem Verfahren. Um es auf die Herstellung von Solarsilizium anzuwenden, starteten die IKZ-Forscher deshalb bereits ein weiteres Projekt.

Für Prof. Rudolph ist die Auszeichnung vor allem auch die Würdigung einer hervorragenden Teamarbeit: "Dies war nur möglich, weil es uns gelungen ist, exzellente Spezialisten verschiedener Fachgebiete aus den Regionen Berlin und Brandenburg in dem Projekt zusammenzuführen. Ich freue mich riesig über diesen Erfolg."

Der Direktor des IKZ, Prof. Roberto Fornari, sagte: "Die Umsetzung einer guten Idee in ein Produkt, welches schon innerhalb von drei Jahren auf den Markt kommt, ist vorbildlich - für unsere und weitere Forschungsbereiche."

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Rudolph,
Email: rudolph@ikz-berlin.de,
Tel. : +49-(0)30-6392 3034,
www.ikz-berlin.de

Christine Vollgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.innovationspreis.de
http://www.fv-berlin.de/pm_archiv/2008/22-bewegteschmelze.html
http://www.fv-berlin.de/pm_archiv/2008/21-kristalle.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Innovationspreis 2017 der Deutschen Hochschulmedizin e.V.
24.04.2017 | Deutsche Hochschulmedizin e.V.

nachricht EU-Förderung in Millionenhöhe für Regensburger Wissenschaftler
21.04.2017 | Universität Regensburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen