Präziser Röntgenblick in das Wunderwerk Chip wie nie zuvor

Forschende des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) haben mit Röntgenstrahlen einen Computerchip so genau wie nie zuvor abgebildet. Die Auflösung von vier Millionstel Millimetern (vier Nanometern) ist gemäss Angaben des PSI ein Weltrekord.

Die hochauflösenden dreidimensionalen Bilder ermöglichten Fortschritte sowohl in der Informationstechnologie als auch in den Biowissenschaften. Dies teilte das PSI am Freitag mit Sitz in Villigen AG mit. Der neue Röntgenweltrekord sei in Zusammenarbeit mit der ETH Lausanne EPFL, der ETH Zürich sowie der University of Southern California erreicht worden.

Statt sich für Aufnahmen in diesem Grössenbereich auf derzeit nicht herstellbare Objektive zu verlassen, nutzten die Forschenden die sogenannte Ptychografie. Ein Computerverfahren, das viele Einzelbilder zu einem hochauflösenden Bild zusammensetzt.

Dank einer kürzeren Belichtungszeit und eines optimierten Algorithmus hätten sie ihren eigenen Weltrekord aus dem Jahr 2017 deutlich übertroffen, schrieb das PSI. Für ihre Experimente nutzten die Forschenden das Röntgenlicht der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS).

Beim Verfahren Ptychografie handelt es sich gemäss PSI um einen grundlegenden Ansatz. Es sei nicht nur auf Computerchips begrenzt. Sondern könne auch für andere Proben beispielsweise in den Material- oder Biowissenschaften eingesetzt werden.

Computerchips seien Wunderwerke der Technik. Es sei möglich, mehr als 100 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter in modernste integrierte Schaltkreise zu packen. In Reinräumen würden mit hochautomatisierten Optikanlagen die nanometergrossen Leiterbahnen in Silizium-Rohlinge geätzt. Schicht um Schicht werde auf- und wieder abgetragen, bis der fertige Chip für Smartphones und Computer herausgestanzt und verbaut werden könne.