NASA züchtet Halbleiterkristalle im All

Weltraum liefert regelmäßiger gewachsene Kristalle

Champaign/Illinois (pte008/06.06.2000/11:00)

Ohne Schwerkraft wachsen Halbleiterkristalle regelmäßiger und haben deshalb viel bessere thermoelektrische und elektro-optische Eigenschaften als ihre auf der Erde gezüchteten Brüder. Auf einem Space-Shuttle-Flug haben Forscher der University of Illinois http://www.uiuc.edu/ und des Marshall Space Flight Center der NASA http://www1.msfc.nasa.gov/ Silizium-Germanium-Halbleiter mit weniger Fehlern in der Kristallstruktur hergestellt als auf der Erde.

Die Kristalle aus dem All werden zwar wahrscheinlich nie kommerziell lukrativ, doch John Walker, Professor für Mechanical und Industrial Engineering an der University of Illinois, hofft auf ein tieferes Material-Verständnis: "Wenn wir die fundamentalen Materialwissenschaften verstanden haben, können wir nach Wegen suchen, diese Kristalle verlässlich auf der Erde unter Schwerkraft herzustellen." http://www.admin.uiuc.edu/NB/00.06/crystaltip.html Die Halbleiter http://www.treasure-troves.com/physics/Semiconductor.html könnten in modernen Kommunikationssystemen und neuen Computern ihren Platz finden.

Germanium-Silizium-Halbleiterkristalle sind auf der Erde schwer zu züchten. "Germanium ist dreimal so schwer wie Silizium und sinkt deshalb während des Herstellungsprozesses in der Schmelze ab", erklärt Walker. Dadurch werden die Kristalle nicht homogen. Es gibt außerdem Fehler in der Struktur, weil die Schwerkraft die Schmelze an die Wände des Behälters drückt und so den Kristall nicht in der idealen Form wachsen lässt. Im Space Shuttle, ohne Schwerkraft, kamen bessere Kristalle heraus. Dort hält ein magnetisches Feld die Schmelze in Form, damit die Inhaltsstoffe in den bleistiftdicken Kristallen gleichmäßig verteilt bleiben. Doch das dauert Walker zufolge seine Zeit: "Die Kristalle brauchen etwa 14 Tage zum Wachsen." In einem sehr langsamen und heiklen Prozess, der genau kontrolliert werden müsse, könnten die Wissenschaftler uniforme Kristalle erzeugen. (wsa) (Ende)