EP1974356A1 - Hohlkugeln mit einer umhüllung sowie verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung - Google Patents

Hohlkugeln mit einer umhüllung sowie verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung

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EP1974356A1
EP1974356A1 EP06806405A EP06806405A EP1974356A1 EP 1974356 A1 EP1974356 A1 EP 1974356A1 EP 06806405 A EP06806405 A EP 06806405A EP 06806405 A EP06806405 A EP 06806405A EP 1974356 A1 EP1974356 A1 EP 1974356A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow sphere
substrate
diamond
sphere according
envelope
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06806405A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Wild
Eckhard WÖRNER
Jürgen BIENER
Alex V. Hamza
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Lawrence Livermore National Laboratory LLC
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Lawrence Livermore National Laboratory LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Lawrence Livermore National Laboratory LLC filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

Definitions

  • Patent application hollow spheres with a cladding and method and apparatus for their preparation
  • the invention relates to hollow spheres with a cladding.
  • hollow balls are used for example as a piece of jewelry.
  • the hollow sphere can be filled with another material.
  • a target for energy production by inertial fusion can be formed.
  • the above-described applications of the spherical body either require that the enclosure is a hard material, or that the enclosure has a high chemical resistance or that the envelope can absorb large mechanical stresses or is optically transparent. Occasionally, several of these requirements can come together in one component.
  • SW Haan, SM Pollaine et al. Design and modeling of ignition targets for the national ignition facility, Physics of Plasmas 2 (6), 2480-2487 (1995) disclose the preparation of hollow bodies with a wall of beryllium or a plasma polymer. These hollow bodies can be filled with a nuclear fuel containing deuterium and tritium. Under laser bombardment can the nuclear fuel will be fused for energy.
  • a disadvantage of these materials, however, is that the return radiation properties for photons between 250 and 300 eV are unsatisfactory. Furthermore, these spherical bodies do not stand up to the high internal pressure at room temperature.
  • From DE 199 22 665 Al is also known to provide a complex shaped body with a textured surface with curves, edges, corners and depressions with a diamond layer as a tribological protective layer.
  • Preferred applications are storage and
  • US 4,855,026 discloses a device for ion plating of bearing balls in which the balls are retained in recesses of a solid metal plate. By turning the metal plate, the balls roll in their recesses and are exposed to the ion beam from all sides.
  • the invention has for its object to produce spherical body with a closed and uniform diamond layer and this spherical body as a hollow body to be provided, wherein the shell of diamond is formed and the interior can be filled with any substances.
  • the object is achieved by a hollow sphere according to claim 1, a method for producing this
  • a spherical substrate is provided with a cladding of diamond.
  • the diamond is deposited from the gas phase directly on the substrate. This can be done by placing the substrates in an atmosphere of hydrogen containing a hydrocarbon gas such as methane or acetylene. In some cases, nitrogen or boron-containing gases can also be introduced as dopant. In addition, other constituents may be contained in the gas phase, e.g. Nitrogen, oxygen and argon from the atmosphere. The activation of this gas phase takes place occasionally by an arranged in the gas atmosphere filament or by a gas discharge.
  • the diamond deposited in this manner contains not only carbon but also hydrogen and other impurities.
  • Impurities are in particular argon, oxygen and nitrogen from the residual gas into consideration.
  • Such dopants affect on the one hand the electrical Conductivity of the diamond cladding.
  • the growth rate and the growing crystal direction can be influenced in a targeted manner by the addition of such dopants.
  • the dopants affect the visual appearance of the diamond cladding.
  • Envelope of a diamond-containing cladding in which diamond particles are introduced into a binder of metal or polymer and which can be produced according to the prior art on arbitrarily shaped surfaces.
  • the invention does not teach the observance of an exact spherical shape of the spherical body as a solution principle.
  • the spherical bodies according to the invention may occasionally deviate from the ideal spherical shape and, for example, be compressed and / or stretched in one spatial direction. In this case, the form impression of a
  • the moldings need not necessarily have a uniform curvature of the convex outer surface. Rather, the shaped bodies can also have the shape of a Dahlflächners (tetrahedron, dodecahedron, icosahedron) and Archimedean body (eg cuboctahedron).
  • a spherical shape in the sense of this invention should always be present when a closed curve arranged on the surface of the molded body can always be contracted to a point on the spherical surface.
  • spherical bodies of any dimensions can be produced by the method according to the invention, they preferably have a diameter of about 0.3 mm to about 10 mm.
  • Such moldings can be used for example as rolling elements in ball bearings. However, they are also suitable as targets for inertial fusion.
  • the spherical substrates used for the coating according to the invention consist either of a metal or an alloy or a ceramic, in particular of molybdenum or silicon nitride or of silicon.
  • a diamond cladding can be deposited in a particularly simple manner.
  • substrates made of silicon are particularly suitable for the production of hollow spheres.
  • the substrate may be subjected to a seeding step prior to attaching the sheath of diamond.
  • a seeding step prior to attaching the sheath of diamond.
  • the substrate with diamond dust are applied.
  • the diamond dust can in turn be attached to the substrate by rolling, rolling or by pressurizing.
  • seeding by bias enhanced nucleation as disclosed in EP 0 663 023 A1, is particularly preferred.
  • Such a pretreatment of the molded article increases the quality and the adhesive strength of the diamond layer as desired.
  • a statistical rotation is particularly preferably chosen in which the axis of rotation changes several times.
  • a particularly uniform coating is also obtained at the points lying in the axis of rotation.
  • the diamond balls produced according to the invention can achieve a thickness homogeneity of ⁇ 1% or better.
  • An inhomogeneity is to be understood as meaning a deviation from the desired thickness over a larger area, for example 5% to 20% of the surface.
  • the rotation of the substrates according to the invention can be achieved by the substrate holder having a beveled rotating disk and a stationary outer ring, and the groove between the disk and the outer ring being provided for receiving the substrates.
  • the substrates are rotated by the rotating disk, whereas the fixed outer ring prevents slippage of the substrates from the disk.
  • each partial area of the substrate is activated at equal time intervals
  • Gas phase facing and the deposition takes place uniformly over the entire circumferential surface of the substrate.
  • a statistical movement of the substrates can be achieved in particular by the fact that the disc is driven with changing directions of rotation and rotational speeds.
  • a change in the axis of rotation of the substrates can be achieved in that a device is provided which allows the derivation of the substrates from the channel. By rotating these on the beveled Roll out the disc again to the edge, the original direction of rotation changes.
  • the diamond material of the sheath is a polycrystalline diamond.
  • Crystallite varies between a few nanometers and a few micrometers.
  • the crystallites can be randomly oriented or have a uniform orientation, so that the same crystal direction is always exposed on the surface.
  • the person skilled in the art will weigh in particular the better mechanical properties of the nanocrystalline material against the better thermal conductivity and optical transparency of the coarser-grained diamond material.
  • the diamond has a roughness of about 0.5% to about 2% of its thickness.
  • a diamond layer of 100 microns thickness would have a roughness of 0.5 microns to 2 microns.
  • Roughness in this case should be understood as an RMS roughness. This indicates the mean square deviation of the raised and depressed surface areas from the mean.
  • the diamond ball body If greater demands are placed on the surface quality of the diamond ball body, they can obtain a roughness of about 5 nm to about 300 nm, more preferably up to about 75 nm by polishing.
  • the thickness of the diamond sheath according to the invention on the carriers is about 5 ⁇ m to about 1000 ⁇ m, preferably about 10 ⁇ m to about 200 ⁇ m. These dimensions will suitably be selected by the person skilled in the art depending on the intended application purpose of the diamond ball bodies. In particular, the person skilled in the art will weigh the occurring mechanical stresses, the abrasive wear and the surface quality.
  • the diamond ball bodies according to the invention are to be used as a hollow mold, they are used at any desired
  • holes can be through holes or blind holes.
  • these holes can be made either by material removal with a focused ion beam or by laser bombardment.
  • a bore may be fabricated with a focused ion beam under XeF 2 atmosphere, as described in A. Stanishevsky: Patterning of diamond and amorphous carbon films using focused ion beams, Thin Solid Films 398, 560-565 (2001).
  • the spherical bodies are preferably provided with bores of about 5 ⁇ m to about 200 ⁇ m.
  • the holes described in the previous section can be used to remove the core from the diamond ball body to form a hollow diamond body.
  • the removal of the core from the diamond ball body can preferably be achieved by wet or dry etching. For wet etching, for example, a mixture of hydrogen fluoride and nitric acid is used.
  • Such a solution will remove a silicon core from the diamond ball body due to the concentration gradient of dissolved silicon, depending on the bore diameter, within a few hours or days through the previously installed bore.
  • the diffusion of the silicon through the hole in the etching solution can be accelerated by coupled ultrasonic waves, for example by means of a commercial ultrasonic bath. To accelerate this process can of course also be a through hole through the entire spherical body are mounted, which is subsequently traversed by the etching solution.
  • dry-chemical etching step for silicon This can be, for example, dry chemical etching in xenon difluoride.
  • the dry chemical etching is carried out preferably pulsed.
  • the molded body with XeF 2 . applied and then placed in a vacuum. These two process steps take place alternately until the core is dissolved out of the molding.
  • Such a diamond hollow body will appear optically translucent or transparent with sufficient diamond quality and low surface roughness.
  • Such a hollow body can thus be used as a light-focusing element in the manner of a cobbler ball or as a piece of jewelry.
  • Nuclear fuel filled In particular, deuterium and tritium in the solid and / or liquid phase come into consideration here.
  • the hole in the hollow body can be closed. This is done either by frozen deuterium or more preferably by a closure of diamond-like carbon, which is deposited in a local CVD process by means of a focused ion beam in the region of the opening.
  • Such closed diamond hollow bodies can advantageously be stored even at room temperature.
  • the diamond bodies according to the invention withstand an overpressure of 1000 bar and more.
  • a diamond layer is deposited on a spherical silicon substrate.
  • the balls have a diameter of 2 mm.
  • the diamond layer was in one Plasma reactor produced, as it is known from DE 195 07 077 Cl.
  • This plasma reactor was equipped with a target holder according to FIG. 1. This consists of a beveled rotating disc 1 and a fixed outer ring 2.
  • the silicon balls 4 rotate due to the rotation of the disc 1.
  • the substrates 4 are passed after each revolution of a diverter 5, which deflects the substrates out of the groove towards the center of the disk.
  • the substrates When rolling back into the channel, the substrates rotate about a different axis of rotation, as during the circulation within the channel. This results in a very uniform coating of the carrier with a thickness variation of less than ⁇ 1%.
  • the diamond deposition took place at 700 to 900 0 C. Within the reactor, a gas atmosphere of 1% methane prevailed in hydrogen. At a microwave power of 6 kW, the deposition of the diamond layer took place at a rate of 1-2 ⁇ m / h. The molding thus obtained has a cladding of diamond of 70 microns in thickness.
  • a blind hole is introduced into the shaped body.
  • a localized etching was carried out with a focused ion beam under xenon difluoride atmosphere.
  • the resulting hole has a diameter of about 12 ⁇ m at the surface and tapers over the thickness of the diamond layer to about 5 ⁇ m.
  • the diamond material is removed at about 2 ⁇ m / min.
  • a bore is attached by means of a laser beam.
  • a Q-switched Nd: YAG laser with an output power of 15 watts at 4 kHz pulse repetition frequency is used.
  • the bore thus produced has a diameter of 25 ⁇ m, which tapers over the thickness of the diamond layer to 5 ⁇ m. This rejuvenation is due to the self-focusing effect of the laser light during drilling.
  • Embodiment a through hole of 30 microns by the diamond layer and the silicon substrate of the ball body attached.
  • the silicon core is removed from the diamond ball body of the third embodiment by placing it in a mixture of nitric acid and hydrogen fluoride. After several hours, the silicon substrate of the spherical body has completely decomposed. Surprisingly, it has been shown that the mass transport due to Diffusion through the bore is sufficient to completely remove the core from the interior of the diamond ball body. The result is a hollow body made of diamond.
  • the etching solution 6 with the diamond ball bodies 4 was introduced into an ultrasonic bath 7.
  • the results of these tests can be found in FIG. 3.
  • the weight loss of the diamond ball bodies against the etching time is plotted. It turns out that after only 40 hours, the silicon core is completely removed without much equipment.
  • the through hole diamond ball body of the fourth embodiment is reshaped by removing the core to a diamond hollow body.
  • one end of the through-hole is connected to a vacuum pumping system.
  • the other end of the through hole is immersed in the etching solution of the previous embodiment. This results in a laminar flow of the etching solution through the core of the
  • Diamond ball body Since this dissolves in this case, the mass transport takes place in contrast to the previous embodiment not only due to diffusion, but due to the flow. Thus, the silicon substrate can be removed in a much shorter time or through smaller holes.
  • the core of the molded body is removed in a dry etching process.
  • a diamond ball body of embodiment 3 is used.
  • the ion beam is switched off. Without activating the XeF 2 atmosphere through the ion beam, it now only etches the silicon core without attacking the diamond cladding.
  • the XeF 2 is pumped out after a few minutes. Then the recipient is again flooded with XeF 2 . With this method, etching rates of 10 ⁇ m / min can be achieved.
  • Diamond hollow body from the embodiments 5 to 8 further processed to a target for the inertial fusion.
  • the hollow sphere is introduced into an atmosphere containing phenanthrene (C 14 H 10 ).
  • This atmosphere is activated locally in the area of the holes by means of a focused ion beam.
  • a tube of diamond-like carbon grows directly above the hole. This is connected without adhesive or other contaminants with the diamond cladding. Deuterium and tritium can subsequently be filled into the interior of the hollow sphere through this tube.
  • this hollow sphere By bringing this hollow sphere to temperatures below the melting point of deuterium and tritium, it freezes inside the hollow sphere. As a result, larger amounts of deuterium and tritium can bring in the interior of the molded body.
  • the previously produced tube is separated by means of a focused ion beam. In a C 14 H 10 atmosphere, a focused ion beam is introduced Lock placed on the hole. This completes the Fusion target.
  • a support of silicon is provided with a shell of fine crystalline diamond.
  • This has in principle the same columnar structure as the diamond layer of the first embodiment. However, this grain structure is about a factor of 10-100 smaller.
  • a spherical silicon substrate is placed in a microwave plasma.
  • the process gas used is a mixture of methane, oxygen and hydrogen. By a periodic increase in the methane flow, the methane concentration in the process gas is increased at regular intervals, which leads to the secondary nucleation and thus to the deposition of very fine-grained material.
  • the deposition rate of the fine-grained diamond material was 0.5-1 ⁇ m / h.
  • the moldings of Example 9 show a significantly lower RMS roughness of only 400 nm. Due to the small grain size, this envelope exhibits an isotropic speed of sound, so that sound waves propagate annularly in the cladding of the diamond sphere. A shock front would therefore not deform when passing through the diamond cladding of this example.

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Abstract

Hohlkugel mit einer Umhüllung aus polykristallinem Diamant, deren Oberflächenrauheit kleiner als 400 nm ist. Weiterhin ein Verfahren zu deren Herstellung, welches die folgenden Schritte enthält: Einbringen eines kugelförmigen Substrates aus einem ersten Material in eine Vakuumkammer und Abscheiden einer Diamantschicht aus einer aktivierten Gasphase, welche Kohlenstoff und Wasserstoff enthält sowie Entfernen des Substrates aus dem ersten Material durch Nass- oder Trockenätzen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, welche eine Vakuumkammer, ein Vakuumpumpsystem, eine Einrichtung zur Zufuhr eines oder mehrerer Prozessgase, eine Einrichtung zur Aktivierung eingebrachter Prozessgase und einem Substrathalter umfasst, wobei der Substrathalter eine abgeschrägte rotierbare Scheibe (1) und einen feststehenden Außenring (2) aufweist und die Rinne (3) zwischen Scheibe und Außenring zur Aufnahme mindestens eines Substrates (4) vorgesehen ist.

Description

Patentanmeldung: Hohlkugeln mit einer Umhüllung sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft Hohlkugeln mit einer Umhüllung. Solche Hohlkugeln werden beispielsweise als Schmuckstück eingesetzt. Weiterhin kann die Hohlkugel mit einem weiteren Material gefüllt werden. Beispielsweise kann so ein Target für die Energiegewinnung mittels Trägheitsfusion ausgebildet werden.
Die oben dargestellten Anwendungsmöglichkeiten der Kugelkörper erfordern entweder, dass die Umhüllung ein Hartstoff ist, oder aber, dass die Umhüllung eine große chemische Beständigkeit aufweist oder dass die Umhüllung große mechanische Spannungen aufnehmen kann oder optisch transparent ist. Fallweise können auch mehrerer dieser Anforderungen in einem Bauteil zusammentreffen.
S.W. Haan, S. M. Pollaine et al . , Design and modelling of ignition targets for the national ignition facility, Physics of Plasmas 2(6), 2480-2487 (1995) offenbaren die Herstellung von Hohlkörpern mit einer Wandung aus Beryllium oder einem Plasmapolymer. Diese Hohlkörper können mit einem Kernbrennstoff gefüllt werden, welcher Deuterium und Tritium enthält. Unter Laserbeschuss kann der Kernbrennstoff zur Energiegewinnung fusioniert werden. Nachteilig an diesen Materialien ist jedoch, dass die Rückstrahleigenschaften für Photonen zwischen 250 und 300 eV unbefriedigend sind. Weiterhin halten diese Kugelkörper dem hohen Innendruck bei Raumtemperatur nicht Stand.
Aus der EP 0 663 023 Al und der US 6,319,610 ist bekannt, heteroepitaktische Diamantschichten aus der Gasphase auf einem Siliziumsubstrat herzustellen. Nach diesem bekannten Verfahren können jedoch nur Wafer beschichtet werden, also im wesentlichen ebene Substrate. Dabei hat sich gezeigt, dass die Diamantschicht selbst auf diesen einfach zu beschichtenden Substraten nicht homogen aufwächst. Somit ändert sich die Schichtdicke und/oder Schichtqualität über die Fläche.
Aus der DE 199 22 665 Al ist weiterhin bekannt, einen komplex geformten Körper mit einer strukturierten Oberfläche mit Rundungen, Kanten, Ecken und Vertiefungen mit einer Diamantschicht als tribologische Schutzschicht zu versehen. Bevorzugte Anwendungen sind Lager- und
Dichtungskomponenten .
Die US 4,855,026 offenbart eine Vorrichtung zur Ionenplatierung von Lagerkugeln, bei welcher die Kugeln in Ausnehmungen einer massiven Metallplatte gehaltert werden. Durch Drehen der Metallplatte rollen die Kugeln in ihren Ausnehmungen umher und werden von allen Seiten dem Ionenstrahl ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kugelkörper mit einer geschlossenen und gleichmäßigen Diamantschicht zu fertigen und diese Kugelkörper als Hohlkörper bereitzustellen, wobei deren Schale aus Diamant gebildet ist und der Innenraum mit beliebigen Substanzen befüllt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hohlkugel gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung dieser
Kugelkörper nach Anspruch 19 und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 28. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gegeben.
Erfindungsgemäß wird ein kugelförmiges Substrat mit einer Umhüllung aus Diamant versehen. Hierfür wird der Diamant aus der Gasphase unmittelbar auf dem Substrat abgeschieden. Dies kann dadurch geschehen, dass die Substrate in eine Atmosphäre aus Wasserstoff eingebracht werden, welche ein Kohlenwasserstoffgas wie beispielsweise Methan oder Acetylen enthält. Fallweise können noch Stickstoff- oder Bor-haltige Gase als Dotierstoff eingebracht werden. Daneben können weitere Bestandteile in der Gasphase enthalten sein, z.B. Stickstoff, Sauerstoff und Argon aus der Atmosphäre. Die Aktivierung dieser Gasphase erfolgt fallweise durch eine in der Gasatmosphäre angeordnete Glühwendel oder aber durch eine Gasentladung.
Dem Fachmann ist hierbei geläufig, dass der in dieser Weise abgeschiedene Diamant neben Kohlenstoff auch Wasserstoff und weitere Verunreinigungen enthält. Als
Verunreinigungen kommen insbesondere Argon, Sauerstoff und Stickstoff aus dem Restgas in Betracht. Es können jedoch auch Bor, Stickstoff, Schwefel, Wolfram, Tantal oder Phosphor als Dotierstoff eingebracht werden. Solche Dotierstoffe beeinflussen einerseits die elektrische Leitfähigkeit der DiamantUmhüllung . Andererseits kann durch die Zugabe solcher Dotierstoffe die Wachstumsgeschwindigkeit und die aufwachsende Kristallrichtung gezielt beeinflusst werden. Weiterhin beeinflussen die Dotierstoffe das optische Erscheinungsbild der Diamantumhüllung .
Als weitere Fehlstellen können im Diamant Korngrenzen und graphitische Bereiche auftreten, so dass die Umhüllung bei näherer Betrachtung nicht zu 100 % aus Diamant besteht. Gleichwohl unterscheidet sich die erfindungsgemäße
Umhüllung von einer diamanthaltigen Umhüllung, bei welcher Diamantpartikel in ein Bindemittel aus Metall oder Polymer eingebracht werden und welche nach dem Stand der Technik auf beliebig geformten Oberflächen erzeugt werden kann.
Die Erfindung lehrt nicht das Einhalten einer exakten Kugelform des Kugelkörpers als Lösungsprinzip. Die erfindungsgemäßen Kugelkörper können fallweise von der idealen Kugelform abweichen und beispielsweise in einer Raumrichtung gestaucht und/oder gestreckt werden. In diesem Fall ergäbe sich der Formeindruck eines
Ellipsoides, beispielsweise eines Rotationsellipsoides . Auch müssen die Formkörper nicht zwingend eine gleichmäßige Krümmung der konvexen Außenfläche aufweisen. Vielmehr können die Formkörper auch die Form eines Vielflächners (Tetraeder, Dodekaeder, Ikosaeder) sowie archimedische Körper (z.B. Kuboktaeder) aufweisen. Eine Kugelgestalt im Sinne dieser Erfindung soll stets dann vorliegen, wenn eine auf der Oberfläche des Formkörpers angeordnete, geschlossene Kurve sich stets zu einem Punkt auf der Kugeloberfläche zusammenziehen lässt. Obgleich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Kugelkörper mit beliebigen Abmaßen hergestellt werden können, weisen diese bevorzugt einen Durchmesser von etwa 0,3 mm bis etwa 10 mm auf. Solche Formkörper können beispielsweise als Wälzkörper in Kugellagern eingesetzt werden. Sie eignen sich jedoch auch als Targets für die Trägheitsfusion.
Die für die Beschichtung verwendeten, kugelförmigen Substrate bestehen erfindungsgemäß entweder aus einem Metall oder einer Legierung oder einer Keramik, insbesondere aus Molybdän oder Siliziumnitrid oder aber aus Silizium. Auf einem Substrat aus Silizium kann eine Diamantumhüllung in besonders einfacher Weise abgeschieden werden. Darüber hinaus eignen sich Substrate aus Silizium in besonders einfacher Weise zur Herstellung von Hohl- kugeln. .
In Abhängigkeit des zu beschichtenden Substrates und dem gewünschten Anwendungszweck der Kugelkörper kann das Substrat vor dem Anbringen der Umhüllung aus Diamant einem Bekeimungsschritt unterzogen werden. Beispielsweise kann zur Beke'imung das Substrat mit Diamantstaub beaufschlagt werden. Der Diamantstaub kann wiederum durch Rollen, Wälzen oder durch Druckluftbeaufschlagung auf dem Substrat angebracht werden. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Bekeimung durch Bias Enhanced Nucleation, wie sie in der EP 0 663 023 Al offenbart wird. Eine solche Vorbehandlung der Formkörper erhöht die Qualität und die Haftfestigkeit der Diamantschicht wunschgemäß.
Um eine besonders gleichmäßige Schichtdicke auf dem Substrat abzuscheiden, werden diese während des Bekeimurigs- und/oder des Abscheidungsprozesses in Rotation versetzt. Hierbei wird besonders bevorzugt eine statistische Rotation gewählt, bei welcher sich die Drehachse mehrfach ändert . Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Beschichtung auch an den in der Drehachse liegenden Punkten erhalten.
Die erfindungsgemäß hergestellten Diamantkugeln können eine Dickenhomogenität von ± 1 % oder besser erreichen. Unter einer Inhomogenität soll eine Abweichung von der Solldicke über einen größeren Bereich, beispielsweise 5 % bis 20 % der Oberfläche, verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Rotation der Substrate lässt sich dadurch .erzielen, dass der Substrathalter eine abgeschrägte rotierende Scheibe und einen feststehenden Außenring aufweist und die Rille zwischen Scheibe und Außenring zur Aufnahme der Substrate vorgesehen ist. In einer solchen Vorrichtung werden die Substrate durch die rotierende Scheibe in Rotation versetzt, wohingegen der feststehende Außenring ein Abgleiten der Substrate von der Scheibe verhindert. Somit wird jede Teilfläche des Substrates zu gleichen Zeitanteilen der aktivierten
Gasphase zugewandt und die Abscheidung erfolgt gleichmäßig auf der gesamten Umfangsflache des Substrates.
Eine statistische Bewegung der Substrate kann insbesondere dadurch erzielt werden, dass die Scheibe mit wechselnden Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten angetrieben wird. Eine Änderung der Drehachse der Substrate lässt sich dadurch erreichen, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, welche das Ableiten der Substrate aus der Rinne ermöglicht. Indem diese auf der abgeschrägten rotierenden Scheibe wieder zum Rand hinausrollen, ändert sich die ursprüngliche Drehrichtung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Diamantmaterial der Umhüllung um einen polykristallinen Diamant. Die Größe der einzelnen
Kristallite variiert dabei zwischen wenigen Nanometern und einigen Mikrometern. Die Kristallite können statistisch orientiert sein oder eine gleichmäßige Orientierung aufweisen, so dass an der Oberfläche stets die gleiche Kristallrichtung exponiert ist.
Bei der Wahl der optimalen Kristallitgröße wird der Fachmann insbesondere die besseren mechanischen Eigenschaften des nanokristallinen Materials gegen die bessere Wärmeleitfähigkeit und optische Transparenz des grob- körnigerem Diamantmaterials abwägen.
Abhängig von der Verfahrensführung bei der Diamant - beschichtung der Substrate weist der Diamant eine Rauheit von etwa 0,5 % bis etwa 2 % seiner Dicke auf. Somit würde beispielsweise eine Diamantschicht von 100 μm Dicke eine Rauheit von 0,5 μm bis 2 μm aufweisen. Unter Rauheit soll in diesem Fall eine RMS-Rauheit verstanden werden. Diese bezeichnet die mittlere quadratische Abweichung der erhabenen und der eingesenkten Oberflächenbereiche vom Mittelwert .
Sofern größere Anforderungen an die Oberflächenqualität der Diamantkugelkörper gestellt werden, können diese durch Polieren eine Rauheit von etwa 5 nm bis etwa 300 nm, besonders bevorzugt bis etwa 75 nm erhalten. Die Dicke der erfindungsgemäßen Diamantumhüllung auf den Trägern beträgt etwa 5 μm bis etwa 1000 μm, bevorzugt etwa 10 μm bis etwa 200 μm. Diese Abmaße wird der Fachmann in Abhängigkeit des geplanten AnwendungsZweckes der Diamantkugelkörper geeignet wählen. Insbesondere wird der Fachmann hier die auftretenden mechanischen Spannungen, den abrasiven Verschleiß und die Oberflächengüte gegeneinander abwägen.
Da die erfindungsgemäßen Diamantkugelkörper als Hohlform Verwendung finden sollen, werden diese an beliebigen
Stellen mit einer oder mehreren Bohrungen versehen. Dabei kann es sich um Durchgangsbohrungen oder Sackbohrungen handeln. In vorteilhafter Weise lassen sich diese Bohrungen entweder durch Materialabtrag mit einem fokussierten Ionenstrahl oder durch Laserbeschuss fertigen. Beispielsweise kann eine solche Bohrung mit einem fokussierten Ionenstrahl unter XeF2-Atmosphäre gefertigt werden, wie in A. Stanishevsky : Patterning of diamond and amorphous carbon films using focused ion beams, Thin Solid Films 398, 560-565 (2001) beschrieben wird.
Bevorzugt ist jedoch das Durchbohren der Hohlkörper mittels Laserstrahlung, da auf diese Weise kleinere Bohrungen erhältlich sind und auch in einfacher Weise durchgängige Bohrungen gefertigt werden können, welche die Diamantumhüllung und das kugelförmige Substrat gleichermaßen durchdringen. Erfindungsgemäß werden die Kugelkörper bevorzugt mit Bohrungen von etwa 5 μm bis etwa 200 μm versehen . Die im vorherigen Abschnitt beschriebenen Bohrungen können dazu verwendet werden, den Kern aus dem Diamantkugelkörper zu entfernen, so dass ein Hohlkörper aus Diamant entsteht. Das Entfernen des Kerns aus dem Diamantkugelkörper kann dabei bevorzugt durch Nass- oder Trockenätzen erzielt werden. Zum Nassätzen kommt beispielsweise eine Mischung aus Fluorwasserstoff und Salpetersäure zum Einsatz. Eine solche Lösung wird einen Siliziumkern aus dem Diamantkugelkörper aufgrund des Konzentrationsgradienten des gelösten Siliziums je nach Bohrungsdurchmesser innerhalb einiger Stunden oder Tage durch die vorher angebrachte Bohrung entfernen. Die Diffusion des Siliziums durch die Bohrung in die Ätzlösung kann durch eingekoppelte Ultraschallwellen, beispielsweise mittels eines handelsüblichen Ultraschallbades, beschleunigt werden. Zur Beschleunigung dieses Vorgangs kann selbstverständlich auch eine Durchgangsbohrung durch den gesamten Kugelkörper angebracht werden, welche nachfolgend von der Ätzlösung durchströmt wird.
Sofern nasschemisches Ätzen nicht möglich ist, wird der Fachmann selbstverständlich auch einen bekannten trockenchemischen Ätzschritt für Silizium in Betracht ziehen. Dies kann beispielsweise trockenchemisches Ätzen in Xenondifluorid sein. Um einen großen Massenaustrag durch möglichst kleine Bohrungen in der Diamantumhüllung zu gewährleisten, wird das trockenchemische Ätzen bevorzugt gepulst ausgeführt. Hierzu wird der Formkörper mit XeF2. beaufschlagt und alsbald darauf in ein Vakuum eingebracht. Diese beiden Verfahrensschritte erfolgen solange im Wechsel, bis der Kern aus dem Formkörper herausgelöst ist. Ein solcher Diamant-Hohlkörper wird bei hinreichender Diamantqualität und geringen Oberflächenrauheiten optisch transluzent oder transparent erscheinen. Ein solcher Hohlkörper kann somit als lichtfokussierendes Element nach Art einer Schusterkugel oder als Schmuckstück eingesetzt werden.
Es ist jedoch auch möglich, den Diamanthohlkörper durch die vorhandenen Bohrungen wieder zu befüllen. Insbesondere kommt hier die Anwendung als Fusionstarget in Betracht. In diesem Fall wird der Diamanthohlkörper mit einem
Kernbrennstoff gefüllt. Insbesondere kommt hier Deuterium und Tritium in der festen und/oder flüssigen Phase in Betracht. Nach der Befüllung kann die Bohrung im Hohlkörper verschlossen werden. Dies geschieht entweder durch gefrorenes Deuterium oder besonders bevorzugt durch einen Verschluss aus diamantartigem Kohlenstoff, welcher in einem lokalen CVD-Prozess mittels eines fokussierten Ionenstrahls im Bereich der Öffnung abgeschieden wird.
Solchermaßen verschlossene Diamant -Hohlkörper können vorteilhaft sogar bei Raumtemperatur gelagert werden. Im Gegensatz zu bisher verwendeten Hohlkörpern aus Beryllium oder Polymeren halten die erfindungsgemäßen Diamantkörper einen Überdruck von 1000 bar und mehr aus.
Nachfolgend soll die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Diamantschicht auf einem kugelförmigen Substrat aus Silizium abgeschieden. Die Kugeln haben dabei einen Durchmesser von 2 mm. Die Diamantschicht wurde in einem Plasmareaktor erzeugt, wie er aus der DE 195 07 077 Cl bekannt ist . Dieser Plasmareaktor wurde mit einem Targethalter gemäß Fig. 1 ausgestattet. Dieser besteht aus einer abgeschrägten rotierenden Scheibe 1 und einem feststehenden Außenring 2. In der Rinne 3 rotieren die Siliziumkugeln 4 aufgrund der Rotation der Scheibe 1. Um die Rotationsachse der Substrate zu ändern, werden die Substrate 4 nach jeder Umdrehung an einer Ableiteinrichtung 5 vorbeigeführt, welche die Substrate aus der Rinne zum Mittelpunkt der Scheibe hin ablenkt.
Beim Zurückrollen in die Rinne drehen sich die Substrate dabei um eine andere Rotationsachse, als während des Umlaufs innerhalb der Rinne. Dies hat eine sehr gleichmäßige Beschichtung des Trägers mit einer Dickenvariation kleiner ±1% zur Folge.
Die Diamantabscheidung erfolgte bei 700 bis 9000C. Innerhalb des Reaktors herrschte eine Gasatmosphäre von 1 % Methan in Wasserstoff. Bei einer Mikrowellenleistung von 6 kW erfolgte die Abscheidung der Diamantschicht mit einer Rate von 1-2 μm/h. Der so erhaltene Formkörper weist eine Umhüllung aus Diamant von 70 μm Dicke auf.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wurde versucht, die RMS- Rauheit .der Formkörper aus dem ersten Ausführungsbeispiel von etwa 2 μm auf unter 200 nm zu reduzieren. Hierzu dient eine Vorrichtung nach Fig. 2. Diese umfasst eine Haltevorrichtung 6 mit konzentrischen Nuten 7. Die diamantbeschichteten, kugelförmigen Formkörper 4 wurden in diese Nuten eingelegt. Im Anschluss daran wurde eine Schleifscheibe 8 gegen die Haltevorrichtung geführt, welche mit Diamantpulver versehen war. Dieses Verfahren war geeignet, die RMS-Rauheit auf 200 nm zu verringern. Das optische Erscheinungsbild der Formkörper wird dadurch wesentlich verändert.
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Sachloch in den Formkörper eingebracht. Hierzu wurde mit einem fokussierten Ionenstrahl unter Xenondifluorid-Atmosphäre eine lokale Ätzung vorgenommen. Das entstehende Loch weist an der Oberfläche einen Durchmesser von etwa 12 μm auf und verjüngt sich über die Stärke der DiamantSchicht auf etwa 5 μm. Das Diamantmaterial wird dabei mit etwa 2 μm/min abgetragen.
In einem vierten Ausführungsbeispiel wird eine Bohrung mittels Laserstrahl angebracht. Hierzu wird ein gütegeschalteter Nd:YAG-Laser mit einer Ausgangsleistung von 15 Watt bei 4 kHz Pulswiederholfrequenz benutzt. Die so gefertigte Bohrung weist einen Durchmesser von 25 μm auf, welcher .sich über die Stärke der Diamantschicht auf 5 μm verjüngt. Diese Verjüngung ist auf dem selbstfokussieren- den Effekt des Laserlichtes während der Bohrung zurückzuführen .
Mit der gleichen Technik wurde in einem weiteren
Ausführungsbeispiel eine Durchgangsbohrung von 30 μm durch die Diamantschicht und das Siliziumsubstrat des Kugelkörpers angebracht .
In einem fünften Ausführungsbeispiel wird der Siliziumkern aus dem Diamantkugelkörper des dritten Ausführungsbeispiels dadurch entfernt, dass dieser in eine Mischung aus Salpetersäure und Fluorwasserstoff eingelegt wird. Nach mehreren Stunden hat sich das Siliziumsubstrat des Kugelkörpers vollständig zersetzt. Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass der Massentransport aufgrund von Diffusion durch die Bohrung ausreicht, um den Kern vollständig aus dem Innenbereich des Diamantkugelkörpers zu entfernen. Es entsteht ein Hohlkörper aus Diamant.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde die Ätzlösung 6 mit den Diamantkugelkörpern 4 in ein Ultraschallbad 7 eingebracht. Durch die Einwirkung des Ultraschalls wird der Ätzprozess erheblich beschleunigt. Die Ergebnisse dieser Versuche finden sich in Fig. 3. Aufgetragen ist der Gewichtsverlust der Diamantkugelkörper gegen die Ätzzeit. Es zeigt sich, dass ohne großen apparativen Aufwand nach bereits 40 Stunden der Siliziumkern vollständig entfernt ist.
Im siebten Ausführungsbeispiel wird der Diamantkugelkörper mit Durchgangsbohrung aus dem vierten Ausführungsbeispiel durch Entfernen des Kerns zu einem Diamant -Hohlkörper umgeformt. Hierzu wird das eine Ende der Durchgangsbohrung an ein Vakuumpumpsystem angeschlossen. Das andere Ende der Durchgangsbohrung wird in die Ätzlösung aus dem vorherigen Ausführungsbeispiel eingetaucht. Daraus ergibt sich ein laminarer Fluss der Ätzlösung durch den Kern des
Diamantkugelkörpers. Da sich dieser dabei auflöst, erfolgt der Massentransport im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel nicht nur aufgrund von Diffusion, sondern aufgrund der Strömung. Somit kann das Siliziumsubstrat in wesentlich kürzerer Zeit oder durch kleinere Bohrungen entfernt werden.
Im achten Ausführungsbeispiel wird der Kern des Formkörpers in einem Trockenätzprozess entfernt. Hierzu wird wiederum ein Diamantkugelkörper des Ausführungs- beispiels 3 verwendet. Nach Anfertigung der Bohrung mittels fokussiertem Ionenstrahl in einer XeFe2-Atmosphäre wird der Ionenstrahl abgeschaltet. Ohne Aktivierung der XeF2-Atmosphäre durch den Ionenstrahl ätzt diese nun nur noch den Siliziumkern ohne die Umhüllung aus Diamant anzugreifen. Um den Transport des geätzten
Siliziummaterials durch die Bohrung zu erleichtern, wird das XeF2 nach einigen Minuten abgepumpt . Daraufhin wird der Rezipient wiederum mit XeF2 geflutet. Mit diesem Verfahren können Ätzraten von 10 μm/min erzielt werden.
In einem neunten Ausführungsbeispiel wird der
Diamanthohlkörper aus den Ausführungsbeispielen 5 bis 8 zu einem Target für die Trägheitsfusion weiterverarbeitet. Hierzu wird die Hohlkugel in eine Atmosphäre eingeschleust, welche Phenanthren (C14H10) enthält. Diese Atmosphäre wird lokal im Bereich der Bohrungen mittels eines fokussierten Ionenstrahls aktiviert. Dadurch wächst ein Schlauch aus diamantartigem Kohlenstoff direkt oberhalb der Bohrung. Dieser ist ohne Klebstoff oder sonstige Verunreinigungen mit der Diamantumhüllung verbunden. Durch diesen Schlauch kann nachfolgend Deuterium und Tritium in das Innere der Hohlkugel eingefüllt werden.
Indem diese Hohlkugel auf Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes von Deuterium und Tritium gebracht wird, friert dieses im Inneren der Hohlkugel aus. Dadurch lassen sich größere Mengen an Deuterium und Tritium im Inneren des Formkörpers einbringen. Nach Abschluss des Füllvorganges wird der vorher erzeugte Schlauch mittels fokussiertem Ionenstrahl abgetrennt. In einer C14H10- Atmosphäre wird mittels fokussiertem Ionenstrahl ein Verschluss auf die Bohrung aufgesetzt. Damit ist das Fusionstarget fertiggestellt.
In einem zehnten Ausführungsbeispiel wird ein Träger aus Silizium mit einer Umhüllung aus feinkristallinem Diamant versehen. Dieser weist prinzipiell die gleiche säulenartige Struktur auf, wie die Diamantschicht aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Allerdings ist diese Kornstruktur etwa einen Faktor 10-100 kleiner. Zur Abscheidung der DiamantUmhüllung wird ein kugelförmiges Substrat aus Silizium in ein Mikrowellen-Plasma gebracht. Als Prozessgas wird eine Mischung aus Methan, Sauerstoff und Wasserstoff verwendet. Durch eine periodische Erhöhung des Methanflusses wird in regelmäßigen Abständen die Methankonzentration im Prozessgas erhöht, was zur Sekundärnukleation und somit zur Abscheidung von sehr feinkörnigem Material führt . Die Abscheiderate des feinkörnigen Diamant-Materials betrug 0.5-1 μm/h. Im Vergleich zu den Formkörpern des ersten Ausführungsbeispiels zeigen die Formkörper nach Beispiel 9 eine deutlich geringere RMS-Rauheit von lediglich 400 nm. Aufgrund der geringen Korngröße zeigt diese Umhüllung eine isotrope Schallgeschwindigkeit, so dass sich Schallwellen in der Umhüllung des Diamantkugelkörpers ringförmig ausbreiten. Eine Schockfront würde daher beim Durchlaufen der Diamantumhüllung nach diesem Beispiel nicht deformieren.

Claims

Patentansprüche
1. Hohlkugel mit einer Umhüllung, welche polykristallinen Diamant enthält
2. Hohlkugel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass deren Oberflächenrauheit kleiner 400 nm ist.
3. Hohlkugel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauheit der Umhüllung kleiner 200 nm ist.
4. Hohlkugel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung eine Rauheit von etwa 5 nm bis 75 nm aufweist .
5. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Umhüllung eine
Homogenität von besser + 1 % aufweist.
6. Hohlkügel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkörper einen Durchmesser von 0.3 mm bis 5 mm aufweist.
7. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung eine Dicke von 5 μm bis 1000 μm aufweist.
8. Hohlkugel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung eine Dicke von 10 μm bis 200 μm aufweist.
9. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung eine isotrope Schallgeschwindigkeit aufweist, so dass sich Schallwellen in der Umhüllung annähernd ringförmig ausbreiten.
10. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung einen Dotierstoff enthält.
11. Hohlkugel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dotierstoff ausgewählt ist aus Stickstoff und/oder Bor und/oder Wolfram und/oder Tantal.
12. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dotierstoff in einer Konzentration von weniger als 5 Atom-% enthalten ist.
13. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung mindestens eine Bohrung aufweist .
14. Hohlkugel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung einen Durchmesser von etwa 5 μm bis etwa 200 μm aufweist.
15. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung einen Verschluss aus diamantartigem Kohlenstoff und/oder festem Deuterium aufweist.
16. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mit einer Füllung versehen ist, welche Deuterium und/oder Tritium enthält.
17. Hohlkugel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung als Festkörper und/oder in der Gasphase vorliegt.
18. Hohlkugel nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung einen Druck von mehr als 1 bar aufweist.
19. Verfahren zur Herstellung einer Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 18, welches die folgenden Schritte enthält : • Einbringen mindestens eines kugelförmigen
Substrates aus einem ersten Material in eine
Vakuumkammer . Abscheiden einer Diamantschicht aus einer aktivierten Gasphase, welche mindestens Kohlenstoff und Wasserstoff enthält,
Entfernen des Substrates aus dem ersten Material durch Nass- oder Trockenätzen.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat vor dem Abscheiden der Diamantschicht einem Bekeimungsschritt unterzogen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat aus Silizium und üblichen Verunreinigungen und/oder Dotierstoffen verwendet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat während der Abscheidung und/oder Bekeimung rotiert wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation des Substrates eine statistische Bewegung ist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abscheiden der Diamant- schicht mindestens eine Bohrung in der Diamantschicht angebracht wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung mittels eines Laserstrahles gefertigt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzen mit Salpetersäure und/oder Fluorwasserstoff erfolgt .
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, durch gekennzeichnet, dass das Atzen in einem Ultraschallbad durchgeführt wird.
28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 27, mit einer Vakuumkammer, einem VakuumpumpSystem, einer Einrichtung zur Zufuhr eines oder mehrerer Prozessgase, einer Einrichtung zur Aktivierung eingebrachter Prozessgase und einem Substrathalter, welcher zur Aufnahme des zu beschichtenden Substrates vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrathalter eine abgeschrägte rotierbare Scheibe (1) und einen feststehenden Außenring (2) aufweist und die Rinne (3) zwischen Scheibe und Außenring zur Aufnahme mindestens eines Substrates (4) vorgesehen ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dem Substrat eine zufällige Bewegung ermöglicht.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (5) vorgesehen ist, welche das Ableiten der Substrate aus der Rinne ermöglicht.
31. Verwendung einer Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als Target für die Trägheitsfusion.
32. Verwendung einer Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als lichtfokussierendes Element.
33. Verwendung einer Hohlkugel nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Schmuckstück.
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