Silizium-28 Projekt mit ersten Ergebnissen

Der Avogadrokristall wurde auf seine Materialeigenschaften untersucht. Die Ergebnisse bestätigen die hohe chemische und isotopische Reinheit des Materials: Die relevanten Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Borverunreinigungen steigen zum Kristallende an, wobei an keiner Stelle des Kristalls Konzentrationswerte von 3 x 10¹⁵ cm^-3überschritten werden. In der aus dem vorderen Bereich des Kristalls gefertigten Kugel (AVO28-S8) sind die Einflüsse aller untersuchten Verunreinigungen vernachlässigbar klein. Leerstellen und kleine Hohlräume konnten mit Hilfe der Methode der Positronenvernichtung an der Universität Halle und Laserstreuexperimenten am Leibnitzinstitut für Kristallzüchtung nicht nachgewiesen werden (Messunsicherheiten 10¹⁴ cm^-3bzw. 30 nm Durchmesser). Der Anreicherungsgrad des Materials überschreitet den geforderten Wert von 0,9985 bei weitem: Erste unkalibrierte Messungen weisen auf einen Anteil von ²⁸Si in der Größenordnung 99,994 % hin. Dieser Wert wird auch durch Ergebnisse aus Vergleichsmessungen von Gitterparameter und Dichte des ²⁸Si-Materials mit Kristallmaterial natürlicher Isotopenzusammmensetzung unterstützt.

Seit April 2008 wird in der PTB, im japanischen Metrologieinstitut NMIJ und am BIPM die Dichte von zwei 1 kg ²⁸Si-Kugeln sowohl absolut mit Kugelinterferometern und Massekomparatoren, als auch relativ mit Hilfe der Flotationsmethode und der hydrostatischen Wägung bestimmt, mit dem Ziel, eine relative Messunsicherheit von 1 x 10^-8zu erreichen. Ellipsometrische Untersuchungen der Oxidschicht und interferometrische Messungen des Ausdehnungskoeffizienten von ²⁸Si runden den ersten Satz Messungen an den Kugeln ab.