Die Wirkung kosmischer Strahlung auf Halbleiterbauelemente

von Felix Müller (18, Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen)

Kategorie: Physik 2010
Betreuer: Bert Xylander (Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen)
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • 3. Platz im Landeswettbewerb
  • Sonderpreis Elektronik, Energie- oder Informationstechnik im Landeswettbewerb
  • Regionalsieger
  • Jahresabonnement der Zeitschrift "natur & kosmos" im Regionalwettbewerb

Die Ergebnisse verschiedener Feldversuche und Laborexperimente der Firma IBM aus dem Jahr 1984 legen den Schluss nahe, dass kosmische Strahlung temporäre Fehler in Halbleitern erzeugen kann. Dieser Effekt war für mich vornehmlich deshalb interessant, da kosmische Strahlung auf der Erdoberfläche nicht abschirmbar ist.  In einem Schülerexperiment stelle ich den Versuch an, mögliche Wechselwirkungen von Halbleitern mit kosmischer Strahlung zu untersuchen. Hierbei wird die kosmische Strahlung durch Röntgenstrahlung und die Protonenimplantation simuliert.  Die Bestrahlung erfolgt auf einzelne elektrische Bauelemente (Halbleiterdiode, Bipolar-Transistor, MOSFET und Solarzelle).  Die Dioden und Solarzellen werden in einer "quantitativen Messung" nach der Bestrahlung bezüglich ihrer veränderten Kennlinien untersucht. Die Transistoren werden in bestimmten Schaltkreisen (z.B. in einer bistabilen Kippstufe) während der Bestrahlung auf mögliche Signaländerungen untersucht.  Durch verschiedene Messungen soll nach der Bestrahlung (Zeiträume bis zu 3 Monaten) die Zeitabhängigkeit möglicher Effekte auf die Halbleiterbauelemente bestimmt werden.

Die Wirkung kosmischer Strahlung auf Halbleiterbauelemente