Schweizer Technologie: Forscher schaffen neuen Röntgenweltrekord
Wissenschaftler erstellen 3D-Bilder von Computerchips mit einer Auflösung von nur vier Nanometern. Die neue Schweizer Technologie verspricht Fortschritte in IT.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Röntgenbilder zeigen winzige Strukturen auf den Mikrochips.
- Viele Einzelbilder werden zu einer hochauflösenden Gesamtaufnahme kombiniert.
- Die Methode hilft, noch leistungsfähigere Chips zu entwickeln.
Schweizer Forscher haben einen neuen Weltrekord im Röntgen aufgestellt. Sie haben dreidimensionale Bilder von Computerchips mit einer Auflösung von nur vier Nanometern erstellt. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter.
Ein menschliches Haar etwa ist 50'000 bis 100'000 Nanometer dick. Diese bahnbrechende Schweizer Technologie verspricht Fortschritte sowohl in der Informationstechnologie als auch in den Biowissenschaften.
Für den Weltrekord spannte das Paul-Scherrer-Institut PSI mit den Eidgenössischen Technischen Hochschulen in Zürich und Lausanne zusammen. Mit dabei war zudem die University of Southern California. Die Forscher nutzten die sogenannte Ptychografie, ein Computerverfahren, das mehrere Einzelbilder zu einer hochauflösenden Gesamtaufnahme kombiniert. Für ihre Experimente verwendeten sie das Röntgenlicht der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS.
Computerchips sind technologische Meisterleistungen. Auf einem Quadratmillimeter eines Chips können sich mehr als 100 Millionen Transistoren befinden.
In Reinräumen werden mit hochautomatisierten Optikanlagen die nanometergrossen Leiterbahnen in Silizium-Rohlinge geätzt. Schicht um Schicht wird auf- und wieder abgetragen, bis der fertige Chip, das Gehirn unserer Smartphones und Computer, herausgestanzt und verbaut werden kann.
Mit der Röntgentomografie kann man dreidimensionale Aufnahmen der Chips anfertigen. Dies, ohne sie zu zerstören. Das funktioniert ähnlich wie bei einer Tomografieuntersuchung im Spital.
Der Chip wird dabei gedreht und aus verschiedenen Winkeln mit Röntgenlicht durchleuchtet. Je nach Struktur der Probe wird die Strahlung unterschiedlich absorbiert und gestreut. Ein Detektor registriert das austretende Licht und ein Algorithmus rekonstruiert daraus das fertige 3D-Bild.
Die neue Schweizer Technologie ist nicht nur auf Computerchips begrenzt. Sie kann auch für andere Proben, beispielsweise in den Material- oder Biowissenschaften, eingesetzt werden.
