Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kristallzüchtung im Weltraum

30.05.2005


Wenn am 31. Mai von Raumfahrtbahnhof Baikonur in Kasachstan eine Sojus-Rakete zu einem 15-tägigen unbemannten Weltraumflug startet, sind materialwissenschaftliche Experimente der TU Bergakademie Freiberg mit an Bord. Im Rahmen der Mission FOTON M2 der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) führt das Institut für Nichteisenmetallurgie und Reinststoffe zwei Kristallzüchtungsversuche durch, die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert werden.



Mit der Grundlagenforschung im Kosmos versprechen sich die Wissenschaftler , Erkenntnisse zur Verbesserung der Eigenschaften von Halbleiterkristallen zu gewinnen.



"Ziel der Experimente unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit ist es, grundlegende Untersuchungen zur Beeinflussung von Kristallisationsprozessen durchzuführen, die auf der Erde von unerwünschten schwerkraftabhängigen Effekten überlagert werden", berichtet Ulrike Wunderwald, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe Halbleiterwerkstoffe. Von den Ergebnisse erhoffen sich die Forscher Rückschlüsse für neue Technologien auf der Erde zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften von Halbleitermaterialien.

Um Halbleiterwerkstoffe wie Silizium oder Galliumarsenid herzustellen, wird das Ausgangsmaterial aufgeschmolzen und anschließend einem speziellen Abkühlprozess unterzogen, so dass das Material einkristallin erstarrt. Die Transportbedingungen in der Schmelze haben einen entscheidenden Einfluss auf die späteren Eigenschaften des Kristalls, der das Ausgangsmaterial für die so genannten Wafer und damit für elektronische Bauelemente darstellt. Bei den Weltraumexperimenten wird durch ein spezielles Magnetfeld eine definierte Strömung in der Schmelze erzeugt.

Für die Planung des Versuchsablaufes der beiden Experimente wurden in Freiberg Modellrechnungen durchgeführt, mit denen zunächst die einzelnen Prozessparameter, wie Stärke des Magnetfeldes und Geschwindigkeit der Erstarrung des Kristalls, theoretisch untersucht werden konnten. Anhand dieser Berechnungsergebnissen erfolgte die Vorbereitung der Weltraumexperimente in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der russischen Weltraumagentur KBOM. In Moskau befindet sich ein Kristallzüchtungsofen, der identisch zu der im Weltraum verwendeten Anlage ist. In diesem Ofen wurden bei zahlreichen Vorversuchen die optimalen experimentellen Bedingungen für die Weltraumversuche ermittelt. Gleichzeitig testete man, ob das in Freiberg entwickelte Probendesign den enormen Belastungen bei Start und Landung standhält.

Nach der Landung der Kapsel Mitte Juni werden die Flugproben etwa im August in Freiberg zurück erwartet. Dann beginnt ein umfangreiches Auswertungsprogramm, um die unter Schwerelosigkeit gewachsenen Kristalle eingehend zu charakterisieren.

Neben den beiden Freiberger Experimenten sind 37 weitere physikalische, biologische, materialwissenschaftliche und technologische Experimente während des Fluges von FOTON M2 geplant. Das Institut für Nichteisenmetallurgie und Reinststoffe der TU Bergakademie ist nach Experimenten auf der russischen Raumstation MIR (1997) sowie bei den unbemannten russischen Missionen FOTON 12 (1999) und FOTON M1 (2002) bereits das vierte Mal an Weltraumprojekten beteiligt.

Katrin Apenburg | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-freiberg.de/

Weitere Berichte zu: FOTON Landung Luft- und Raumfahrt Nichteisenmetallurgie Weltraum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten