Hochgeladene Ionen als Werkzeug für die Nanotechnologie

Materialica, Werkstoff-Messe in München (25. bis 28. September 2000)

Eine neue, wirtschaftliche und langzeitstabile Quelle hochgeladener Ionen, die ohne supraleitende Magnetfeldtechnik auskommt

Ein Atom ist elektrisch neutral. Werden die Elektronen der Atomhülle entfernt, dann entstehen hochgeladene Ionen, die als Projektile beispielsweise in der Nanomechanik eingesetzt werden können. Dort erzeugen hochgeladene Projektilionen im Milliardstel-Meter-Bereich Strukturen unterschiedlichster Funktionalität. Diese Methode ist bekannt und wurde in Pilotexperimenten bereits demonstriert, jedoch ist die Erzeugung höchstgeladener Ionen mit großem finanziellen und technischen Aufwand verbunden. Denn die hochgeladenen Ionen konnten bisher nur in Verbindung mit kryogener Technik erzeugt werden, das heißt mit supraleitender Magnetfeldtechnik, für die flüssiges Helium erforderlich ist.

Dr. Günter Zschornack und seine Arbeitsgruppe vom Institut für Kern- und Teilchenphysik der Technischen Universität Dresden stellt vom 25. bis 28. September 2000 auf der „Materialica“ nun eine neue Technik vor, mit der hochgeladene Ionen kostengünstig und langzeitstabil bei Zimmertemperatur konkurrenzlos günstig erzeugt werden können. „Unsere Ionenquelle ist mit einer Länge von rund 30 Zentimetern und einem Gewicht von etwa 10 Kilogramm dazu relativ klein“, berichtet Dr. Günter Zschornack, „Im Vergleich dazu weisen die bisherigen Quellen wesentlich größere Abmessungen auf. Mit unserer neuen, zum Patent angemeldeten Technik wird es gegenüber anderen bekannten Quellen möglich, hochgeladene Ionen in größerem Maßstab in der Forschung und Technologie extrem wirtschaftlich einzusetzen.“

Die gemeinsam mit russischen Wissenschaftlern und der Dresdner Firma Leybold Systems + Service GmbH entwickelte DEBIT (Dresden Electron Beam Ion Trap), gefördert vom EFRE-Fond der Europäischen Union und dem Freistaat Sachsen, kann hochgeladene Ionen über das gesamte Periodensystem erzeugen – beispielsweise Fe25+, Co26+, Kr 34+, Xe49+ und Hg70+. Die DEBIT ist nicht nur eine neuartige Quelle für hochgeladene Projektilionen, sondern erzeugt effizient aus hochgeladenen Ionen emittierte charakteristische Röntgenstrahlung, VUV-Strahlung und sichtbares Licht. Eingesetzt werden kann diese Anlage in der Plasmaphysik, Atomphysik, Strahlenbiologie, Materialforschung, Metrologie, der Datengewinnung für die Astrophysik und die gesteuerte Kernfusion sowie bei technischen Anwendungen wie der Nanostrukturierung, Potentialsputtern, Ionenstrahllithographie, Informationsspeicherung und Projektionsröntgen-mikroskopie.

Informationen:
Institut für Kern- und Teilchenphysik, Dr. GünterZschornack, Telefon (03 501) 53 00 50, Fax (03 501) 53 00 11, E-Mail: zschorn@physik.phy.tu-dresden.de
oder vom 25. bis 28. September 2000 auf der Werkstoff-Messe „Materialica“ in München, Halle B01, Stand B1.513/722, Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“, Telefon (0 89) 9 49 49-7 02, Fax (0 89) 9 49 49-7 03.

Dresden, September 2000
Birte Urban, Telefon (03 51) 4 63-69 09