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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Fertigungsmesstechnik

Abteilung 5

Dimensionen von vielen Metern bis zu Nanometern — die präzise Längenmesstechnik ist das Rückgrat einer zuverlässigen und zukunftssicheren Produktion.

Aufgaben

Die Abteilung Fertigungsmesstechnik sorgt mit speziellen Messgeräten, Messverfahren und Normalen - angepasst an den jeweiligen Längen- und Winkelbereich - für die Rückführung industrieller Messungen auf die Einheit Meter. Sie ist auch zuständig für die Rückführung im Bereich der Härtemessung. Ziel der Arbeiten ist es, der Industrie die Rückführung in geeigneter Form anzubieten und damit verbundene messtechnische Herausforderungen gemeinsam zu lösen.
Die hierfür notwendigen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben konzentrieren sich auf neue Messverfahren und -geräte sowie Normale. Darüber hinaus bearbeitet die Abteilung komplexe fertigungs- und messtechnische Aufgaben im Bereich Grundlagen der Metrologie. Der Wissenschaftliche Gerätebau unterstützt mit der Konstruktion und Fertigung spezieller Baugruppen und Präzisionsmessgeräte die gesamte PTB.

Nachrichten

In Vorbereitung für die Zeit nach einer Neudefinition des Kilogramms werden bereits jetzt Untersuchungen durchgeführt, die für das Monitoring von Masse-Gebrauchsnormalen auf Basis von Siliziumkugeln erforderlich sind. Mit spektralellipsometrischen Messungen werden dazu die Schichtdickentopografien verschiedener in der PTB hergestellten Siliziumkugeln erfasst und miteinander verglichen, um den...

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Den natürlich oxidierten Oberflächen der Siliziumkugeln im Avogadro-Projekt kommt eine besondere Bedeutung zu – während der Messungen, der Lagerung und dem Transport der Kugeln. Als eine mögliche Alternative wurde in einem Pilotprojekt, zusammen mit dem Fraunhofer Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST), die Atomic Layer Deposition (ALD) untersucht.

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Für die Unsicherheitsanalyse höchstauflösender Interferometrie wurde der Beitrag des hochfrequenten Amplitudenrauschens zur Heydemann-Korrektur erstmalig unter Berücksichtigung aller Korrelationen bestimmt. Für den Fall einer hohen Anzahl von Messpunkten ergibt sich eine einfache, analytische Formel, die eine untere Grenze der erreichbaren Messunsicherheit darstellt und für homodyne und heterodyne...

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