PPT

Parts per trillion (PPT) drückt die Konzentration eines Stoffes in einem Gemisch als ein Teil in einer Billion Teilen nach Masse oder Volumen aus. In der Fertigung bezieht sich PPT typischerweise auf die Massenkonzentration, sodass ein PPT ein Gramm Verunreinigung pro Billion Gramm Trägermaterial bedeutet, oder ein Nanogramm pro Gramm. Diese Einheit taucht am häufigsten bei der Spezifizierung der Reinheit von Halbleitern, ultrareinem Wasser, Spezialchemikalien und Kalibergasen auf, wo bereits Spurenverunreinigungen die Leistung beeinträchtigen oder ein Produkt aus dem Spezifikationsbereich bringen.

Die Größenordnung von PPT macht es schwierig, sich vorzustellen, aber hilfreich zum Vergleichen. Ein PPT entspricht einem Wassertropfen in einem olympischen Schwimmbecken. Die Halbleiterfertigung arbeitet regelmäßig in diesem Bereich: Ein paar PPT Eisen oder Kupfer in hochreinem Silizium können Defekte in Transistor-Gates erzeugen. Ultrareines Wasser für Mikroelektronik und pharmazeutische Synthese wird routinemäßig bei oder unter 1 PPT für Übergangsmetalle und organische Verbindungen spezifiziert. Kalibrierreferenzgase für die Umweltüberwachung können auf PPT-Konzentrationen hergestellt werden, um reale Schadstoffwerte nachzubilden.

Die Messung von PPT-Konzentrationen erfordert Messinstrumente an der Grenze der analytischen Leistungsfähigkeit. Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) kann viele Elemente auf PPT oder unter PPT nachweisen, wobei die Empfindlichkeit je nach Element und Matrix variiert. Analysatoren für gelösten Kohlenstoff (TOC) können gelösten Kohlenstoff in ultrareinem Wasser im niedrigen PPT-Bereich quantifizieren. Zuverlässige PPT-Messungen erfordern sorgfältige Probennahme (kontaminationsfreie Behälter, Handhabungsprotokolle) und häufige Instrumentenkalibrierung gegen zertifizierte Referenzstandards, da Blindwertverunreinigung das gemessene Signal leicht überlagern kann.

PPT liegt zwischen Parts per billion (PPB), das tausendfach höher und in der industriellen Luft- und Wasserqualitätsprüfung weit verbreiteter ist, und Parts per quadrillion (PPQ), das selten spezifiziert wird, weil der Nachweis in den meisten Matrizes unzuverlässig ist. Die Wahl der Einheit spiegelt sowohl den Konzentrationsbereich wider, der für das Produkt wichtig ist, als auch welche analytischen Methoden tatsächlich überprüfbar sind. Lieferanten, die PPT-Leistung für unkritische Anwendungen angeben, zitieren oft theoretische Grenzen statt nachgewiesener Leistung.