Elektronikindustrie

Der Gebrauch von Unterhaltungselektronik, KFZ-Elektronik, elektrischen Haushaltsgeräten und vielen weiteren elektronischen Geräten gehört inzwischen ganz selbstverständlich zum Alltag. Die rasante Entwicklung der Elektrotechnik wurde maßgeblich durch intensive Forschung auf den Gebieten der Halbleitertechnologie und Energiespeichersysteme vorangetrieben.

Halbleiter sind der Grundwerkstoff für so essentielle Bauteile wie Transistoren, integrierte Schaltkreise, Halbleiterspeicher und Dioden. Die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern lassen sich durch die kontrollierte Einbringung von Fremdatomen („Dotierung“) grundlegen verändern. Deshalb ist es bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Halbleitern unerlässlich, den Konzentrationsverlauf und die Eindringtiefe der eingebrachten Elemente sowie die Schichtdicken aller Schichten zu kennen.

Dank ihres niedrigen Gewichts, der hohen Energiedichte, des kleinen Memory-Effekts und der langsamen Entladung im Ruhezustand sind Lithiumionen-Akkumulatoren (LIA) die beliebtesten Stromquellen für alle möglichen tragbaren Computer- und Kommunikationsgeräte unter den Energiespeichersystemen.

LIA bestehen aus einer positiven und einer negativen Elektrode mit einem mikroporösen Polymer als Separator sowie einem Elektrolyten. Während der ersten Ladungs-/Entladungszyklen lagern sich kleine Elektrolyt-Mengen an den Elektrodenoberflächen ab und bilden die sogenannte Passivierungsschicht, die auch als „solid electrolyte interface“ (SEI) bezeichnet wird. Nachdem die SEI Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und die Haltbarkeit von LIA hat, ist das Erforschen ihrer Entstehung und ihres Wachstums von großem Interesse. Folglich ist die Untersuchung der Schichtdicke und der chemischen Zusammensetzung der SEI und der darunterliegenden Elektroden sehr wichtig.

Das Glimmentladungsspektrometer GDA 750 HR von Spectruma Analytik bietet die Möglichkeit, Konzentrationsverläufe, chemische Zusammensetzungen und Schichtdicken gleichzeitig zu analysieren. Schichtdicken zwischen wenigen Nanometern und einigen hundert Mikrometern können erfasst werden. Die relative Tiefenauflösung beträgt dabei 5-10 % der absolut erreichten Tiefe in allen oberflächennahen Schichten. Alle Elemente des Periodensystems einschließlich H, Li, Na, C, N, P und O werden präzise gemessen. Mit Nachweisgrenzen zwischen 0,1 und 10 ppm ist das GDA 750 HR auch für die Bestimmung von Spurenmengen geeignet.

Abgesehen von den starken analytischen Leistungen besticht das GDA 750 HR auch durch viele praktische Vorteile: Eine Messung dauert nur einige Minuten und die Proben müssen dafür überhaupt nicht präpariert werden, sondern können aus der Produktion entnommen und direkt analysiert werden. Zudem lässt sich das GDA 750 HR so programmieren, dass die Software je nach Aufgabenstellung gewünschte Bedingungen (z.B. maxi­male/minimale Konzentrationen oder Schichtdicken) automatisch erkennt, sodass auch ungeschultes Personal problemlos das Glimmentladungsspektrometer bedienen kann. Zusammengefasst ist das Glimmentladungsspektrometer GDA 750 HR das ideale Messgerät sowohl für schnelle produktions­begleitende Kontrollen als auch für wissenschaftliche Forschung.

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