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ePaper created 2014-04-30, 16:20:23 | version 1.30.01
entdeckt 01 .13 Titel WWW.Hzdr.DE _TEXT . Roland Knauer Defekte für die Zukunft SCHNELLE PROZESSOREN: Winzige Defekte beschleunigen Schalt- prozesse in Computern und Handys enorm. Solche Löcher oder Fehlstellen lassen sich mit der Positronenquelle EPOS sehr gut untersuchen, um wichtige Hinweise zur Verbesserung moderner Materialen zu erhalten. Foto: Edelweiss – fotolia.com // Positronenquelle EPOS misst Unregelmäßigkeiten in Halbleitern, Solarzellen und Co. Wenn Andreas Wagner vom Institut für Strahlenphysik im HZDR erzählt, dass er sich für Defekte interessiert, erntet er bei Laien schon einmal verwirrte Blicke. Festkörperphysiker dagegen wissen sofort, wovon die Rede ist: Von winzigen Fehlern in Feststoffen, bei denen zum Beispiel einzelne Atome verschwunden sein können. Solche Defekte beeinflussen die Eigenschaften von Materialien wie zum Beispiel Solarzel- len enorm, lassen sich jedoch oft nur schwer untersuchen. Andreas Wagner aber ist für die Positronen-Anlage EPOS verantwortlich, mit der sich solche Feststoffe sehr gut unter die Lupe nehmen lassen. Um diese Methode zu verstehen, hilft ein Blick auf die Struktur von Atomen. Diese besitzen einen Kern, der wiede- rum aus Protonen mit positiver elektrischer Ladung und den ungeladenen Neutronen besteht. In sehr großer Entfernung hüllen die erheblich kleineren Elektronen mit ihrer negativen elektrischen Ladung diesen Atomkern ein. Da normalerweise genau so viele Elektronen um den Atomkern kreisen wie dort Protonen stecken und die beiden Ladungen sich exakt ausglei- chen, sind Atome insgesamt elektrisch neutral. Verschwindet nun bei einem Defekt ein Atom aus einem Fest- stoff, fehlt nicht nur der positiv geladene Atomkern, sondern verteilen sich auch die Elektronen anders. In der Umgebung dieser Leerstelle gibt es daher ein wenig mehr Elektronen als in den ungestörten Bereichen. „An solchen Defekten fehlt somit eine winzige positive elektrische Ladung, was auf Posi- tronen wie ein Staubsauger wirkt“, erklärt Andreas Wagner. Positronen sind nämlich die Schwesterteilchen der Elektronen und haben praktisch genau die gleichen Eigenschaften, tragen aber statt einer negativen eine positive elektrische Ladung.