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Die genaue dimensionale Charakterisierung von Gitterstrukturen mit Perioden unter 100 nm sind für die Metrologie eine große Herausforderung. Mit dem Deep-UV-Scatterometer konnten nun erstmals auch solche Gitter mit Linienbreiten von nur noch einem Zehntel der verwendeten Beleuchtungswellenlänge (λ = 266 nm) vermessen werden. 

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In einem Projekt mit externen Partnern (ETALON AG und TEM Messtechnik GmbH) ist ein absolut messender Lasertracer entwickelt worden, der mehrere Abstände im Raum nacheinander hochgenau und absolut messen kann. Damit können speziell Subapertur-Interferometer verbessert werden, da jetzt Lage und Verkippung des Sensorkopfes exakt bestimmt werden können. 

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Aufgrund der herausragenden Ergebnisse, die von der PTB im Rahmen des OLED100.eu-Projektes beigesteuert werden konnten und durch die rasante Weiterentwicklung organischer Leuchtdioden (OLED) wurde die PTB für das BMBF-Projekt "OLYMP" mit einer weiterführenden Untersuchung des Alterungsverhaltens von OLEDs beauftragt. Aktuell werden nun OLEDs der 2. Generation untersucht, die über eine Fläche von 144 cm² und eine Lichtausbeute von 40 lm/W bei einer Leuchtdichte von 2000 cd/m² verfügen. Der Messplatz ermöglicht die in-situ-Überwachung sämtlicher für OLEDs relevanten optischen, thermischen und elektrischen Größen. z. B. aktive Steuerung der OLED-Stack-Temperatur, welche bei beschleunigten Alterungsbedingungen eine besondere Relevanz besitzt.

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In Kooperation mit dem Photovoltaik-Messtechnikhersteller h.a.l.m. elektronik GmbH wurde in einem Transfer Projekt aus dem Programm Messen, Normen, Prüfen und Qualitätssicherung (MNPQ) die Messmittelfähigkeit eines gepulsten Solarsimulators analysiert. Mit Array-Spektroradiometern wurde die Bestrahlungsstärkeverteilung auf einer Fläche von 200 x 200 mm² charakterisiert. Hierbei wurden spektrale, laterale und zeitliche Abhängigkeiten, sowie Winkelabhängigkeiten und Reflexionen zwischen Solarzelle und Optik des Solarsimulators berücksichtigt. Aus der Messunsicherheitsanalyse resultiert eine erweiterte Messunsicherheit von 1,6 % für sekundäre Kalibrierungen von großflächigen kristallinen Silizium-Solarzellen. 

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In der Quantenkryptographie werden zurzeit abgeschwächte gepulste Laser als Lichtquellen verwendet. Die mittlere Photonenzahl eines Laserpulses ist für die Bewertung der Sicherheit des gesamten Kryptographiesystems von entscheidender Bedeutung. Diese wurde im Rahmen des EMRP-Projekts „Metrology for the industrial quantum communications“ (MICQ) mittels eines Photonenzahl-auflösenden Detektors (PNRD) gemessen. Der Detektor bestand aus vier InGaAs-Einzelphotonen­detektoren, die zu einem sog. Detektorbaum zusammengeschaltet waren. Damit wurde die mittlere Photonenzahl pro emittierten Laserpuls mit einer Standardmessunsicherheit von unter 5,0 % gemessen und genügt damit den bisherigen Anforderungen für Quantenkryptographiesysteme. Der Detektor wurde ebenfalls zur Tomographie der Photonenzalverteilung eingesetzt. Die Rekonstruktion für mittlere Photonenzahlen N ≤ 40 ergab eine sehr gute Übereinstimmung mit der theoretisch zu erwartenden...

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Im Jahr 2014 wurde in mehreren Messkampagnen die Grundlage gelegt, dass internationale Zeitvergleiche zwischen Zeitinstituten in Europa und auch weltweit mit Unsicherheiten unter oder nahe einer Nanosekunde durchgeführt werden können. Diese sind Voraussetzung für die Realisierung der Koordinierten Weltzeit durch das Internationale Büro für Maß und Gewicht BIPM und auch für die Realisierung der Systemzeit des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo. 

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Der jetzt mögliche Betrieb von Quanten-Hall-Widerständen mit Wechselstrom erlaubt die direkte Rückführung von Wechselstrom-Widerständen auf Naturkonstanten mit vorher nicht erreichbaren kleinen Unsicherheiten [1]. Unter Verwendung einer Quadraturbrücke lässt sich damit auch die Einheit der Kapazität mit Hilfe von Naturkonstanten reproduzieren [2]. Da der Abgleich der Quadraturbrücke frequenzabhängig ist, werden an den Brückengenerator höchste Anforderungen bezüglich spektraler Reinheit seiner sinusförmigen Ausgangsspannung und insbesondere seiner Frequenzstabilität gestellt. Ein Gerät mit diesen Eigenschaften ist kommerziell nicht erhältlich. Daher wurde ein Generator für die benötigte Frequenz 1233,14712 Hz entwickelt und aufgebaut, der von einem 5-MHz-Signal gesteuert wird, das von den PTB-Atomuhren geliefert wird. 

[1] J. Schurr, F. J. Ahlers, G. Hein, and K. Pierz, “The ac quantum Hall effect as a primary standard of impedance,“...

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Quantenmechanische Zwei-Zustands-Systeme, so genannte Quanten-Bits (Qubits), können mit supraleitenden Schaltungen auf der Basis kleiner Josephsonkontakte realisiert werden. In der PTB wurden verschiedene Typen von Phasen-Qubits in Nb/AlOx/Nb Technologie hergestellt und in Kooperation mit der Universität Karlsruhe hinsichtlich ihrer Kohärenzeigenschaften bei mK-Temperaturen untersucht. Die ersten Proben, die mit der Standard-Herstellungstechnik unter Verwendung einer durch ein PECVD-Verfahren abgeschiedenen SiO2-Isolationsschicht gefertigt wurden, zeigten eine verhältnismäßig kurze Kohärenzzeit für Rabi-Oszillationen von nur etwa 5 ns. Als Hauptursache für die kurze Kohärenzzeit wurden Zwei-Niveau-Fluktuatoren in der Isolationsschicht identifiziert, die quantenmechanisch an das Qubit koppeln. Eine zweite Serie von Proben, bei der die SiO2-Schicht durch eine PECVD Si3N4-Schicht ersetzt wurde, zeigt eine signifikante Erhöhung der...

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