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Erster 28Si-Testkristall erreicht 99,99% Anreicherung

31.12.2005

Im Rahmen des Internationalen Avogadro-Projekts wurde der erste Probekristall mit einer Masse von mehr als 400g und einer Isotopenreinheit von mehr als 99,99% für Testmessungen an die PTB ausgeliefert. An der Herstellung waren folgende Institute beteiligt: Das Zentralbüro für Zentrifugenentwicklung des Russischen Atomministeriums in St. Petersburg (Herstellung und Anreicherung des SiF4-Gases), das Institut für hochreine Materialien in Nishni-Novgorod (Umwandlung in SiH4-Gas, chemische Reinigung und Abscheidung eines Polykristalls) und das Institut für Kristallzüchtung in Berlin (Züchtung des Si-Einkristalls mittels Zonenreinigungsverfahren). Die für eine weitere Verwendung des Materials zur Kugelherstellung notwendige chemische Reinheit wurde nach mehreren Zonenzügen erreicht. Im Fachbereich "Metrologie in der Chemie" wurden für die Fremdatomkonzentrationen mittels Infrarot-Spektrometrie folgende Werte ermittelt: für Kohlenstoff 3 x 1015 cm-3, für Sauerstoff 4 x 1015 cm-3 und für Bor 3 x 1013 cm-3. Der Anteil von mehr als 99,99 % 28Si im Kristall, bestimmt am Institut für Referenzmaterialien und Messungen der EU in Geel, liegt über dem vereinbarten Wert. Diese Anreicherung konnte während des gesamten Produktionsprozesses aufrecht erhalten werden. Damit ist es erstmals gelungen, einen perfekten Siliciumeinkristall isotopisch und chemisch rein herzustellen.


28Si Einkristall, Anreicherungsgrad 99,991%