The Economy

Die Rapid Single Flux Quantum (RSFQ)-Logik wird als viel versprechender Bestandteil von Josephson-Schaltungen zur Quanteninformationsverarbeitung angesehen. Auf der Basis überdämpfter Josephsonelemente eignen sich RSFQ-Schaltungen grundsätzlich für effiziente Kontrolle und Auslesen von Quanten-Bit (Qubit) Zuständen. Dabei sind geeignete Werte der Überdämpfung der Kontakte durch extern geführte normalleitende Widerstandsshunts gezielt einzustellen. In einem solchen Falle besteht Kopplung zwischen der RSFQ-Schaltung und dem Qubit derart, dass eine aktive Schaltungsumgebung gebildet wird, die wie ein klassischer kryogener Computer operiert. Jedoch erzeugen die Shuntwiderstände der Josephsonelemente Stromfluktuationen, die zu signifikanter Dekohärenz des Qubits beitragen, selbst im passiven (supraleitenden) Zustand der Josephsonelemente. Ein Erfolg versprechendes Verfahren zur Reduzierung dieser Fluktuationen, und damit zur Erhöhung der...

Durch die zunehmende Miniaturisierung magnetischer Systeme und Bauelemente entsteht derzeit ein wachsendes Interesse an geeigneten magnetischen Messtechniken: Für die detaillierte Charakterisierung von strukturierten magnetischen Medien mit Submikrometerstrukturen muss eine Auflösung im Nanometerbereich erreicht werden. Andererseits erlaubt nur ein großer Abbildungsbereich Aussagen über Ensembles von Strukturen, z. B. zur Charakterisierung der Homogenität der Ensembles und der zugrunde liegenden Fertigungstoleranzen. Weiterhin erfordert ein detaillierter Vergleich von Proben die quantitative Messung von Streufeld- und Magnetisierungswerten. Um alle diese Anforderungen zu erfüllen, wird in Zusammenarbeit mit der Universität Göttingen ein Verfahren entwickelt, das auf einer Kombination von magneto-optischer- (MO-) und Magnetkraftmikroskopie (MFM) basiert. Die MO-Mikroskopie ermöglicht eine quantitative Streufeldmessung...

Im zweiten durchgeführten "Diskussionsforum Antennen" mit internationaler Beteiligung wurde in diesem Jahr schwerpunktmäßig die rückgeführte Kalibrierung von EMV-Messantennen diskutiert, die für die Messungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von technischen Geräten benötigt wird.

Der Einzel-Elektronen-Transport durch einen Nano-Kanal mit Hilfe akusto-elektrischer Wellen wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht mit dem Ziel, ihn als Quantenstandard für die Einheit ’Ampere’ nutzbar zu machen. Als Kernproblem auf dem Weg dorthin wurde die zu hohe Temperatur sowohl des Kristallgitters, in dem die Elektronen sich bewegen, als auch des Elektronenensembles selbst erkannt. Die Überhitzung des Elektronenensembles kommt dadurch zustande, dass man mit sehr hohen akustischen Leistungen arbeiten muss, um die Elektronen über eine Potentialbarriere im elektrisch blockierten Kanal zu transportieren. Die Elektronen nehmen dabei Überschussenergie auf, die in Wärme umgesetzt wird.

Wir konnten nun erstmals nachweisen, dass auch bei kleinen akustischen Leistungen ein quantisierter Elektronentransport möglich ist, wenn ein fast offener Kanal benutzt wird. Für diesen Nachweis nutzten wir die elektronischen Eigenschaften des...

Für die derzeit stark in der öffentlichen Diskussion stehenden Elektroimpulsgeräte, die sogenannten Elektroschocker oder Elektroschockgeräte ("Taser"), gilt eine Ausnahmegenehmigung des Bundeskriminalamtes bis zum 31. März 2006, die als Allgemeinverfügung erlassen worden ist. Niemand, der einen derartigen Gegenstand im Besitz hat, muss sich deswegen an das Bundeskriminalamt oder seine zuständige Waffenbehörde wenden. Die Beendigung der Übergangsregelung wird vom BKA vom Vorliegen geeigneter Prüfvorschriften in der Beschussgesetzverordnung und einem neu eingerichteten Zulassungsverfahren der PTB abhängig gemacht. Im Hochspannungslabor der PTB wurde eine geeignete Messeinrichtung entwickelt und erprobt, mit der die Impulsparameter bestimmt werden können. Die Weiterentwicklung der von der PTB erwarteten Regelgebung erfolgt in Zusammenarbeit zwischen Hochspannungsfachleuten und Waffenrecht-Experten der PTB abhängig von der Zuarbeit des...

In der PTB ist es gelungen, durch rein optische Anregung elektrische Ströme in Halbleiterstrukturen zu erzeugen. Die Besonderheit dieses Verfahrens besteht darin, dass kein elektrisches Feld benötigt wird, in dem Ladungsträger beschleunigt werden. Im übertragenen Sinn entspricht dies einem Stromfluss ohne Spannungsquelle. Solche Methoden können künftig unter anderem in der hochfrequenten Signalverarbeitung wichtig werden.

Für die Charakterisierung von Höchstfrequenzkomponenten ist es wünschenswert, ultrakurze Strompulse zu erzeugen, deren zeitliche Form man beliebig variieren kann. Bisherige Methoden zur Generation von wenigen 100 fs langen Strompulsen basieren auf einer Mischung von elektronischen und optischen Verfahren und lassen diese Möglichkeit nicht zu. Der PTB ist es nun gelungen, ultrakurze Strompulse mit rein optischen Methoden zu erzeugen. Mit diesem Verfahren ist eine Variation der Form dieser Strompulse prinzipiell...

Für Elektrizitätsmessgeräte, in deren Bauartzulassung auf die PTB-Anforderungen PTB-A 50.7, 3.1.1.3 B) Bezug genommen wird, stellt CONFER ein von der PTB evaluiertes Mittel dar, welches der Transparenzpflicht bei der Zuordnung von Lastgangdaten und Tarifen genügt. CONFER wurde von der PTB mit Unterstützung von Trägerunternehmen der staatlich anerkannten Prüfstellen für Messgeräte für Elektrizität nach Auftragsvergabe im Ausschreibungsverfahren zusammen mit einem Consultingunternehmen realisiert. Der Evaluierung ging eine Testphase in Versorgungsunternehmen und der PTB voraus. Das Programm wird vom Verband der Netzbetreiber (VDN) im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der PTB in eigener Regie vertrieben.

Einstieg für WWW-Recherche zum Thema: http://www.z-m-p.de/documents/11Kahmann_CONFER.pdf [Datei nicht mehr vorhanden]

Zu Beginn der Untersuchungen des Quanten-Hall-Widerstandes mit Wechselstrom (AC) vor einigen Jahren wurden Widerstandsplateaus gemessen, die nicht nur gekrümmt waren, sondern außerdem Frequenz- und Stromabhängigkeiten aufwiesen. Zudem traten zahlreiche Diskrepanzen zwischen den Messergebnissen verschiedener Staatsinstitute auf, so dass der AC-Quanten-Hall-Effekt in dieser Form noch nicht geeignet erschien, daraus einen AC-Kapazitätsstandard abzuleiten, wie es das ursprüngliche Ziel des Projekts war.

Im Rahmen einer Zusammenarbeit mit den Metrologieinstituten NRC (Kanada) und METAS (Schweiz) wurden diese Diskrepanzen inzwischen aufgeklärt. Außerdem wurden Messbrücken entwickelt, die zum ersten Mal die präzise Messung des AC-Längswiderstandes auf beiden Seiten einer Quanten-Hall-Probe erlauben. Zusammen mit Messungen des AC-Kontaktwiderstandes können somit erstmals all jene Größen mit Wechselstrom gemessen werden, die auch im...

Die Europäische Messgeräterichtlinie wird im Jahr 2006 durch das Gesetz über das Mess- und Eichwesen und die Verordnung über das Mess- und Eichwesen in deutsches Recht umgesetzt werden. Für Messgeräte, mit welchen im geschäftlichen Verkehr die elektrische Energie oder Leistung bestimmt wird, wird eine aus Modulen bestehende Konformitätsbewertung eingeführt werden. In der PTB laufen Vorbereitungen, um den Herstellern von Elektrizitätszählern, Zusatzeinrichtungen und Messwandlern die vorgesehenen Module so früh wie möglich anbieten zu können, damit diese Geräte ab dem 31.10.2006 wahlweise nach dem neuen Verfahren in Verkehr gebracht werden können (Übergangsfrist bei vorhandenen Zulassungen bis längstens 30. Oktober 2016).

Zur Zeit werden in der PTB Induktivitätsnormale des DKD und der Industrie mit hohem zeitlichen Aufwand in einer Maxwell-Wien Brücke kalibriert. Um den Aufwand zu reduzieren, soll die Kalibrierung zukünftig durch Vergleich mit Induktivitätsnormalen der PTB in einem 1:1 Komparator erfolgen. Die Kalibrierung der PTB-Normale in der Maxwell-Wien Brücke kann dann in größeren Zeitabständen erfolgen. Voraussetzung für dieses Verfahren ist allerdings eine hohe zeitliche Stabilität der PTB-Normale.

Die vorhandenen Induktivitätsnormale vom Typ GR 1482 haben einen recht großen Temperaturkoeffizienten von 30•10-6/K (typisch). Daher muss bei Raumtemperaturschwankungen von ± 0,5 K mit Änderungen der Induktivitätswerte von 15•10-6 gerechnet werden. Um diese Änderungen zu reduzieren, wurden für die Induktivitätsnormale kompakte Thermostate entwickelt, die die Temperatur im Inneren auf ungefähr 20 mK konstant halten. Die temperaturbedingten, relativen...