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Nachrichten und Pressemeldungen aus Labor und Analytik

13.09.2005

Neuartige Ionenquelle zur Materialanalytik vorgestellt


Ionen sind heute aus Medizin, Technik und Grundlagenforschung nicht mehr wegzudenken. Insbesondere für zukunftsweisende Technologien ist der Einsatz hochgeladener Ionen interessant, verfügen diese doch über hohe Neutralisationsenergien, die bei der Wechselwirkung mit Festkörperoberflächen in extrem kurzen Zeiten frei werden und in Nanometerbereichen umgesetzt werden.

Hochgeladene Ionen preiswert und stabil anzubieten - dazu war die Wissenschaft bislang jedoch nicht in der Lage. Mit der "Dresden EBIT" (Dresden Electron Beam Ion Trap) gelang Dresdner Physikern hier nun der entscheidende Durchbruch. Gemeinsam haben Dr. Günter Zschornack vom Institut für Angewandte Physik der TU Dresden und die Leybold Vacuum Dresden GmbH eine neuartige Ionenquelle entwickelt. Mit einer Länge von 30 Zentimetern und einem Gewicht von nur 10 Kilogramm wird dem fachkundigen Messepublikum eine sehr kompakte Ionenquelle präsentiert. Noch mehr punktet die "Neue" allerdings mit ihrem spektakulären Innenleben. Dazu Dr. Zschornack: "Wir verzichten auf nahe des absoluten Nullpunkts arbeitende supraleitende Magnete zur Formierung des Elektronenstrahls. Vielmehr pressen wir einen in der Ionenfalle eingeschlossenen Elektronenstrahl mit Magnetfeldern bei Raumtemperatur zu extrem hohen Dichten zusammen und beschießen mit den Elektronen dieses Strahls dann jene Atome, die in den Strahl eingebracht und dort in einer elektrostatischen Falle gefangen werden. Der Elektronenstrahl entreißt der Atomhülle die Elektronen und erzeugt so positiv geladene Ionen. Diese werden dann durch ein elektrisches Feld aus dem Elektronenstrahl extrahiert und verschiedenen Anwendungen zugeführt."

Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten sieht das Entwicklerteam in Experimenten der Plasma-, Atom- und Astrophysik. Doch die Dresden Electron Beam Ion Trap (EBIT) ist nicht nur für Grundlagenuntersuchungen geeignet, auch die Erzeugung kleinster Nanostrukturen profitiert von der kompakten Ionenfalle "Made in Saxony". So könnten zum Beispiel Datenspeicher künftig mittels Ionenbeschuss entstehen und die Ionen können hocheffektiv in materialanalytischen Verfahren eingesetzt werden. "Die besondere Fähigkeit von langsamen hochgeladenen Ionen, Materialien nur im Nanometerbereich zu beeinflussen, lässt der Phantasie sehr viel Spielraum..." erklärt Dr. Zschornack.

Die "Dresden EBIT" wurde zum internationalen Patent angemeldet, in den USA ist sie bereits patentiert worden. Der Freistaat Sachsen und der EFRE-Fond der EU unterstützen das Projekt.

Quelle: idw/Technische Universität Dresden




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