Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kristalle züchten im Weltraum

17.07.2014

Materialforscher der Universität Freiburg beteiligen sich mit fünf Experimenten an einer zweimonatigen Mission

Am Freitag, 18. Juli 2014 um circa 22.50 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit soll die unbemannte FOTON M4-Kapsel auf einer Sojus-Rakete vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur in den Weltraum starten.


Die Freiburger Forscher züchten im Weltraum unter anderem Germaniumkristalle (Bild unten: auf der Erde gezüchtetes Exemplar) – beispielsweise in Ampullen für Experimente mit Vibration (Bild oben).

Fotos: Kristallographie Universität Freiburg

An der zweimonatigen Mission sind die Kristallographie und das Freiburger Materialforschungszentrum der Albert-Ludwigs-Universität um Prof. Dr. Arne Cröll und Prof. Dr. Michael Fiederle mit insgesamt fünf Experimenten beteiligt. Die Versuche werden vom Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) und der Europäischen Weltraumagentur ESA gefördert.

Die Kristallographie an der Universität Freiburg nimmt seit 31 Jahren an Experimenten unter Mikrogravitation, also im Zustand annähernder Schwerelosigkeit, teil – etwa bei Spacelab-Missionen, mit unbemannten Kapseln und bei ballistischen Raketenexperimenten.

Die Forscherinnen und Forscher wollen zum einen Transportvorgänge von Stoffen in Schmelzen, Lösungen oder Gasen messen. Zum anderen untersuchen sie, warum Baufehler bei der Züchtung technisch interessanter Kristalle entstehen. Die Materialien sind beispielsweise für elektronische Bauelemente und Röntgendetektoren einsetzbar.

Da Einflüsse der Schwerkraft weitgehend ausgeschlossen sind, ermöglichen die Versuche genauere Aussagen zu den Vorgängen bei der Kristallzüchtung. Ziel ist, die Züchtungsmethoden auf der Erde zu verbessern. Seit 1983 ist dies die 18. Weltraummission, an der die Freiburger Kristallographie beteiligt ist.

Die Experimente an Bord von FOTON M4 setzen eine Versuchsreihe auf der FOTON M3-Mission fort, die vor sieben Jahren startete. Bei den neuen Experimenten züchten die Forscher unterschiedliche Halbleiterkristalle wie Germanium, Germanium-Silicium und Cadmiumtellurid. An der Planung und Auswertung der Versuche sind russische, italienische, spanische und französische Kolleginnen und Kollegen beteiligt.

Die Experimente haben unterschiedliche Ziele. Ein Versuch von Arne Cröll untersucht die wandfreie Züchtung eines Germanium-Silicium-Mischkristalls: Der Kristall und ein kleiner Teil der Schmelze haben keinen Kontakt zum umgebenden Tiegel. Auf diese Art gezüchtete Kristalle haben geringere Baufehlerkonzentrationen.

Die fehlende Schwerkraft fördert das Phänomen. Drei weitere Experimente von Cröll untersuchen den Transport von Gallium in Germaniumschmelzen unter verschiedenen Strömungsbedingungen, die zum Beispiel durch Magnetfelder oder Vibration angetrieben werden.

Im Unterschied zu Versuchen auf der Erde ist es unter Mikrogravitation möglich, die Strömungen ungestört von anderen Einflüssen zu beobachten. Die gleichmäßige Verteilung von Dotierstoffen wie Gallium ist wichtig bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen.

Michael Fiederle züchtet in seinem Experiment Cadmiumtellurid-Kristalle, die unter anderem in der Computertomographie zum Einsatz kommen. Er untersucht die Vorgänge der Kristallisation und der Diffusion von Dotier- und Fremdstoffen unter Schwerelosigkeit. Mit seinen Versuchen will er Möglichkeiten finden, um die Wachstumsgeschwindigkeit und Homogenität der Kristalle zu steigern und auf dieser Basis neue Verfahren für die industrielle Produktion zu realisieren.

Weitere Informationen:
http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2282/3421_read-10367

Kontakt:
Prof. Dr. Arne Cröll
Kristallographie
Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-6439
E-Mail: arne.croell@krist.uni-freiburg.de

Prof. Dr. Michael Fiederle
Freiburger Materialforschungszentrum
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-4775
E-Mail: michael.fiederle@fmf.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Clevere Folien voller Quantenpunkte
27.03.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE