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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

Zur Messung der Biegesteifigkeit von Mikro- und Nanosäulen mit hohem Aspektverhältnis wurde ein MEMS basiertes Rastersondenmikroskop entwickelt. Es verfügt über einen vertikalen Messbereich von 10 µm und ermöglicht die Messung von Kräften bis 100 µN. Erste experimentelle Untersuchungen zeigen, dass die Biegesteifigkeit von Nanosäulen mit einer Unsicherheit von 5 % bestimmt werden kann.

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Im Zuge der Revision des SI Einheitensystems, die am 20. Mai 2019 in Kraft trat, hat das beratende Komitee für die „Länge“ (CCL) der internationalen Meterkonvention vorgeschlagen, den Gitterparameter des Siliziumkristalls als Basis für die sekundäre Darstellung des Meters im Nanometerbereich zu nutzen. In der hochauflösenden Mikroskopie sind damit Pikometerunsicherheiten für Messungen von Stufenhöhen bis 10 nm erreichbar.

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Mit der zunehmenden Verwendung von Rasterkraftmikroskopen für die mechanische Charakterisierung von Nanomaterialien steigt der Bedarf, die Kontaktfläche der Spitze mit einer Messunsicherheit im Nanometerbereich zu bestimmen. Ein neuartiges Tastspitzenprüfnormal mit rechteckförmigen Rillen und Kantenradien im nm-Bereich wurde nun erstmals zur Bestimmung der AFM-Spitzenform verwendet. Die Messungen zeigen, dass die 3D-Spitzenform einer AFM-Diamantspitze erfolgreich bestimmt werden kann.

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Weitere Nachrichten

Fachbereiche & ArbeitsgruppenFachbereiche & Arbeitsgruppen

Datenanalyse für die Fertigungsmesstechnik

Im Bereich Beratung Datenanalyse werden Verfahren aus der Numerik und Systemtheorie für die Fertigungsmesstechnik aufbereitet und an die unterschiedlichen konkreten Aufgaben der einzelnen Fachbereiche angepasst. Die Arbeiten umfassen die detaillierte Beratung und praktische Unterstützung bei der Implementierung, sowie Tests und Vergleiche. Die Referenzsoftware für die Rauheitsmesstechnik RPTB wird ebenfalls an dieser Stelle betreut, Opens external link in new windowhttps://www.ptb.de/rptb.  

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