MIT-Forscher entdecken bei AKW-Tests Methode für Chip-Optimierung
Ein Forschungsteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wollte eigentlich zur Sicherheit von Kernreaktoren forschen. Dabei machte es eine überraschende Entdeckung, die zu deutlich leistungsfähigeren Chips führen kann.
Dazu setzten sie in ihren Experimenten einen stark gebündelten Röntgenstrahl ein, der die Strahlenbelastung im Reaktorinneren simulieren sollte. Ziel war es, Korrosion und Rissbildung im Metallnickel in Echtzeit zu untersuchen. Doch dabei stießen die Forscher auf ein unerwartetes Phänomen: Mit dem Röntgenstrahl ließ sich nicht nur die Materialbelastung sichtbar machen, sondern auch gezielt verändern.
Konkret konnten sie die Spannung im Kristallgitter des Metalls steuern - ein Effekt, der in der Halbleiterindustrie von großer Bedeutung ist. In der Mikroelektronik spielt sogenanntes "Strain Engineering" eine Schlüsselrolle. Dabei wird das Kristallgitter von Materialien bewusst verzerrt, um ihre elektrischen und optischen Eigenschaften zu verbessern. Bisher geschah dies durch mechanische oder chemische Verfahren.
Auch ihr ursprüngliches Ziel haben die MIT-Forscher erreicht: Sie entwickelten ein Verfahren, mit dem sich das Verhalten von Materialien im Reaktorumfeld dreidimensional und in Echtzeit beobachten lässt. Längere Bestrahlung mit dem Röntgenstrahl entspannte dabei sogar interne Spannungen im Material, sodass detailgenaue 3D-Rekonstruktionen möglich wurden - ein Durchbruch, den es laut Jossou bisher nicht gegeben hat.
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Wieder mal ein Zufallsfund
Eine ursprünglich zur Beobachtung von Materialversagen entwickelte Methode könnte künftig die Herstellung leistungsfähigerer Computerchips ermöglichen. Die Wissenschaftler wollten eigentlich nur herausfinden, wie sich Metalle unter den extremen Bedingungen in einem Reaktor verhalten - also unter hoher Strahlung, Hitze und Druck.Dazu setzten sie in ihren Experimenten einen stark gebündelten Röntgenstrahl ein, der die Strahlenbelastung im Reaktorinneren simulieren sollte. Ziel war es, Korrosion und Rissbildung im Metallnickel in Echtzeit zu untersuchen. Doch dabei stießen die Forscher auf ein unerwartetes Phänomen: Mit dem Röntgenstrahl ließ sich nicht nur die Materialbelastung sichtbar machen, sondern auch gezielt verändern.
Konkret konnten sie die Spannung im Kristallgitter des Metalls steuern - ein Effekt, der in der Halbleiterindustrie von großer Bedeutung ist. In der Mikroelektronik spielt sogenanntes "Strain Engineering" eine Schlüsselrolle. Dabei wird das Kristallgitter von Materialien bewusst verzerrt, um ihre elektrischen und optischen Eigenschaften zu verbessern. Bisher geschah dies durch mechanische oder chemische Verfahren.
Zwei in einem
Die neue Methode eröffnet nun die Möglichkeit, den Prozess direkt mit Röntgenstrahlen während der Chipfertigung zu beeinflussen. "Es ist, als hätten wir zwei Ergebnisse zum Preis von einem erhalten", erklärte Studienleiter Ericmoore Jossou.Auch ihr ursprüngliches Ziel haben die MIT-Forscher erreicht: Sie entwickelten ein Verfahren, mit dem sich das Verhalten von Materialien im Reaktorumfeld dreidimensional und in Echtzeit beobachten lässt. Längere Bestrahlung mit dem Röntgenstrahl entspannte dabei sogar interne Spannungen im Material, sodass detailgenaue 3D-Rekonstruktionen möglich wurden - ein Durchbruch, den es laut Jossou bisher nicht gegeben hat.
Zusammenfassung
- MIT-Forscher entdecken zufällig Methode zur Chip-Optimierung bei AKW-Tests
- Röntgenstrahlen können gezielt Spannung im Kristallgitter von Metallen steuern
- Die Entdeckung könnte traditionelle Verfahren des Strain Engineering revolutionieren
- Ursprüngliches Ziel war die Untersuchung von Materialien unter Reaktorbedingungen
- Materialspannungen lassen sich durch Röntgenstrahlen gezielt beeinflussen
- Verfahren ermöglicht dreidimensionale Echtzeitbeobachtung von Materialverhalten
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