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| Nachrichten aus dem Jahresbericht 2008 |
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Grundlagen der Metrologie |
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| Entwicklung eines Nanoindentors auf der Grundlage eines MEMS |
Ein miniaturisierter Nanoindentor, der auf einem mikroelektromechanischen System (MEMS) beruht, ermöglicht in-situ-Messungen der mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen und Metallen.
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| Ellipsometrische Bestimmung der Oxidschichtdicke an AVO-28#8 |
Es wurden ellipsometrische Messungen an der isotopenreinen 28Si-Kugel des Avogadroprojekts durchgeführt. Mit Hilfe von ca. 1600 Einzelmessungen wurde die mittlere Schichtdicke der nativen Oxidschicht bestimmt.
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| Realisierung des Nanozugversuchs an ultradünnen Schichten |
Mit einem MEMS-basierten Nanozug-Versuchssystem ist es möglich, die Zugeigenschaften freistehender Schichten mit einer Dicke im Nanometerbereich zu bestimmen.
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| Einfluss des optischen Systems beim Kugelinterferometer auf die Durchmesserbestimmungen von Siliziumkugeln |
Mit dem Kugelinterferometer der PTB lässt sich durch den im Sichtfeld zweidimensional ausgedehnten Messbereich der Einfluss des optischen Systems auf die gemessenen Kugeldurchmesserwerte untersuchen. Entsprechende Messreihen wurden durchgeführt, ohne dass sich hierbei signifikante Beiträge für die Kugeldurchmesser-Messergebnisse zeigten.
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| Interferometrie für geodätische Längen |
Eine verbesserte Methode der Zweifarben-Interferometrie zur Kompensation des Einflusses des Brechungsindex der Luft wurde für Längenmessungen bis zu 50 m eingesetzt und soll im Rahmen einer EU-Kooperation auf Längen bis zu 1 km ausgedehnt werden. Durch Messung von Luftdruck und -feuchte lässt sich hierbei die Lufttemperatur aus den mit beiden Farben gemessenen Längen berechnen.
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| Neues Ultrapräzisionsinterferometer zur Längenmessung von prismatischen Körpern |
Gegenüber dem bewährtem PTB-Präzisionsinterferometer bietet das neue Ultrapräzisionsinterferometer zur Längenmessung prismatischer, endmaßförmiger Körper mehrere messtechnische Vorteile, u.a. die Realisierung des schnellen DFT-Verfahrens zur Phasenauswertung der Interferenzbilder.
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| Konverterfolien für das Orbital-Projekt „AIDA” |
Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie für ein DLR-Projekt zur kalorimetrischen Messung von orbitalen Partikeln wurde eine Methode entwickelt, dünne Gold-Folien (50 µm) mittels eines Lasers und einer Präzisionsrobotik zu strukturieren.
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| Entwicklung der Fertigungstechnologie für das Orbital-Projekt „Microscope” |
Im Wissenschaftlichen Gerätebau erfolgt zurzeit die Fertigungsentwicklung zur Herstellung von Testmassen für das ESA-Projekt „Microscope” zur Überprüfung des Äquivalenz-Prinzips mit einer Genauigkeit von 10-15.
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Metrologie für die Wirtschaft |
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| Entwicklung eines kompakten SPM-Messkopfes |
In Zusammenarbeit mit dem Nanoscience Laboratory in Taipei, Taiwan wurde ein kompakter und flexibel einsetzbarer SPM-Messkopf (scanning probe microscope) entwickelt, der auf der optischen Detektionseinheit eines DVD-Lesekopfes basiert und sowohl im "contact"- und "intermittent contact"-Modus als auch in einem schnellen optischen Profilometer-Modus zu betreiben ist.
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| Richtlinie über die Grundkalibrierung von Rastersondenmikroskopen |
Eine Richtlinie zur Grundkalibrierung von Rasterkraftmikroskopen (VDI/VDE 2656 Blatt 1) ist verfügbar. Sie beschreibt die Verfahren zur Charakterisierung von Rasterkraftmikroskopen und deren Kalibrierung über Normale bezüglich der Anwendung auf die Messung geometrische Größen. Die Richtlinie wurde zusammen mit Fachleuten aus Industrie und Forschung im Ausschuss VDI-GMA 3.41 „Geometrische Messgrößen, Normale, Kalibrierung” erarbeitet.
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| Piezoresistive Rauheitssensoren für die Messung in Einspritzdüsen |
Im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes wurden piezoresistive Siliziumsensoren für die Messung in Einspritzdüsen mit Durchmessern von minimal 60 µm entwickelt und erfolgreich im industriellen Einsatz erprobt.
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| Charakterisierung eines neu entwickelten Tastsystems für kombinierte Kontur- und Rauheitsmessungen |
Für die Untersuchung der messtechnischen Eigenschaften eines hochauflösenden, taktil messenden Tastsystems für kombinierte Kontur- und Rauheitsmessungen der Fa. Hommel-Etamic, das auf einem Winkelmesssystem basiert, wurde ein in der PTB entwickeltes Messprinzip zur Vermeidung von für die Winkelmessung typischen Exzentrizitätsfehlern realisiert.
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| Kontrastsimulationen an Alignment-Markerstrukturen für die Elektronenstrahllithografie |
Im Rahmen einer Industriekooperation wurden Simulationen des Kontrastes der rückgestreuten Elektronen an speziellen Markerstrukturen durchgeführt, die in der Elektronenstrahl-Lithografie für die präzise Waferpositionierung beim Direktschreiben verwendet werden.
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| Metrologie für neue Messtechniken in der Industrie |
Der Fachbereich „Koordinatenmesstechnik” ist Koordinator eines neuen europäischen Forschungsprojektes „Metrology for New Industrial Measurement Technologies” (NimTech). Zusammen mit vier weiteren Metrologieinstituten wird untersucht, wie die Rückführung von neuartigen Messsystemen zur mobilen und flexiblen Messung großer Strukturen mit Abmessungen bis zu mehreren 10 Metern direkt im Fertigungsumfeld sichergestellt werden kann.
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| Technologietransfer des 3D-Mikrotasters in die Industrie |
Der in der PTB entwickelte 3D-Mikrotaster wurde erfolgreich in die Industrie transferiert und im Rahmen der Control 2008 der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Bildverarbeitungsalgorithmen zur Auswertung der für dieses Messverfahren charakteristischen Speckle-Muster wurden derart beschleunigt, dass der Taster nun auch für scannende Messungen eingesetzt werden kann.
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| „VCMM-Gear” - Automatische Messunsicherheitsermittlung in der Verzahnungsmesstechnik |
Zur Ermittlung der aufgabenspezifischen Messunsicherheit von 3D-Verzahnungsmessungen wurde das in der Koordinatenmesstechnik etablierte Verfahren des Virtuellen KMG (VCMM) um die verzahnungstypischen Einflussgrößen, wie Drehtisch, Aufspannung und Scanning, erweitert und angepasst. Erste Vergleichsmessungen haben plausible Ergebnisse geliefert.
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| 3D-Mikro-Messungen höchster Genauigkeit |
Ein neues Mikro-Koordinatenmessgerät wurde mit geeigneten Referenznormalen hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit für Messungen an Mikrobauteilen mit Außen- und Innengeometrien und für Form-messungen untersucht. Die Ergebnisse zeigten sehr gute Übereinstimmungen mit den Referenzwerten im Bereich von 100 nm und, speziell für Formmessungen, auch noch darunter.
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| Form- und Durchmessermessung an dünnen Zylindern mittels Diodenlaserinterferometrie |
Ein Messverfahren zur berührungslosen nicht-scannenden Formmessung dünner Zylinder mittels Mehrwellenlängeninterferometrie wird entwickelt. Erste Messergebnisse zeigen, dass mit dieser Methode die Oberflächenbeschaffenheit zylindrischer Objekte mit einer Auflösung von wenigen Nanometern gemessen werden kann.
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| Vorrichtung zur Ermittlung von Reibkräften in miniaturisierten Wälzführungen |
Eine neu entwickelte Vorrichtung zur Ermittlung von Reibkräften ermöglicht die Untersuchung des Reibverhaltens von miniaturisierten Linearlagern über einen breiten Geschwindigkeits- und Verschiebungsbereich.
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Metrologie für die Gesellschaft |
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| Neue Verfahren bei der Rundholzvermessung im Rahmen eichpflichtiger Längenmessung |
Augrund wachsender Anforderungen bei der Rationalisierung und Nutzungs-Optimierung des Rohstoffes Holz wollen Hersteller von Rundholzmessanlagen neue Wege beschreiten. Ein neues Verfahren ist unter den Schlagworten „Rotierende Kluppe” oder „Vollkonturmessung” bekannt geworden und wurde von der PTB geprüft.
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| Konstruktion und Fertigung einer Photonenbestrahlungsanlage |
In Zusammenarbeit mit dem Fachbereich 6.3 „Strahlenschutzdosimetrie” wurde eine 120kV-Photonenbestrahlungsanlage konstruiert und gefertigt, die eine definierte Bestrahlung von Messgeräten (Orts- und Personendosimeter) zur Kalibrierung und Bauartzulassung im Rahmen des Strahlenschutzes sowie zur Darstellung von Photonen-Referenzstrahlungsfeldern ermöglicht.
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