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Nachrichten aus Abteilung 2

Schematische Darstellung der anomalen Geschwindigkeit

Die Bewegung von Ladungsträgern senkrecht zu einem antreibenden elektrischen Feld – und dies ohne Magnetfeld – stellt eine der verblüffendsten Eigenschaften von Ladungsträgern in Festkörpern dar. Diese anomale Geschwindigkeit führt zu faszinierenden physikalischen Phänomenen wie dem Spin-Hall-Effekt und dem anomalen Hall-Effekt und könnte für zukünftige Anwendungen in der Spintronik und sogar für...

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Die Ausgangsspannung eines pulsgetriebenen AC-Josephson-Spannungsnormals konnte durch die dreifache Stapelung von Josephson-Kontakten und durch die Serienschaltung von acht Schaltungen mit insgesamt 63 000 Kontakten auf einen Effektivwert von 1 V erhöht werden. In einem Präzisionsvergleich mit einem AC-Quantenvoltmeter konnte eine exzellente Übereinstimmung von (3,5 ± 11,7) nV/V bei einer Frequenz...

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Im Mai 2015 wurde das Forschungsprojekt „Microwave and terahertz metrology for homeland security (THz Security)“ erfolgreich beendet, in dem die PTB zusammen mit fünf anderen nationalen Metrologieinstituten und weiteren Partnern aus dem Bereich der Industrie und der Universitäten an der Rückführung von Messgrößen im THz-Frequenzbereich gearbeitet hat.


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Im Rahmen der Erneuerung und Weiterentwicklung von Hochspannungs-messeinrichtungen wurde ein neues Präzisionsmesssystem für hohe Wechselspannungen bis 800 kV und Frequenzen von 10 Hz bis 400 Hz entwickelt und aufgebaut. Das System basiert auf der Erfassung des Ladestroms von Hochspannungsdruckgaskondensatoren und der Konvertierung dieses Stromes in ein digitales Spannungssignal.


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Nichtlineare Mikrowellen-Resonanzschaltungen ermöglichen mit Hilfe von Bifurkationseffekten die Detektion von sehr schwachen elektrischen Signalen. Es wurden supraleitende Mikrowellenresonatoren mit darin enthaltenen SQUIDs entwickelt und die nichtlinearen Eigenschaften der Josephson-Induktivität LJ genutzt. Durch Anregung des Resonators bei der zweifachen Resonanzfrequenz konnte der...

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Für den Einsatz bei 15mK wurde eine kombinierte Mikrowellenschaltung entwickelt, die sowohl eine Josephson-Oszillationsquelle als auch einen SET Mikrowellendetektor (engl.: Single Electron Tunneling ) enthält. Beide Schaltungsteile befinden sich auf einem Chip und sind miteinander gekoppelt. Das Ziel ist es, einen Detektor für einzelne Mikrowellenphotonen aufzubauen und zu kalibrieren, der zur...

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Einzelelektronentransistoren (SETs) sind hochempfindliche Elektrometer, die z.B. in Einzelektronenschaltungen Verwendung finden. Eine derartige Schaltung ist die selbst-referenzierte Quantenstromquelle der PTB, in der SETs zur Detektion der Fehler von Einzel-elektronenpumpen genutzt werden. Für die Integration der SETs mit Halbleiterpumpen war es notwendig, ein neues Herstellungsverfahren zu...

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Komplexe Carrier-Chips für die Flip-Chip-Kontaktierung von schnellen Photodioden wurden entworfen und im Reinraum der PTB hergestellt. Auf einem Carrier-Chip lassen sich acht Photodioden integrieren, um zwei JAWS-Schaltungen mit optisch erzeugten Pulsen zu betreiben. Die Arbeiten wurden im Rahmen des EMRP-Projekts „Q-WAVE“ in enger Kooperation mit den Projektpartnern NPL (Großbritannien) und JV...

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Für Untersuchungen von magnetischen Nanopartikeln (MNP) wurden NanoSQUIDs mit Abmessungen der Josephson-Kontakte von 90 nm x 90 nm (Typ A) und 150 nm x 150 nm (Typ B) mit einem geringen Kontaktabstand von 100 nm bzw. 60 nm hergestellt und charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Magnetfeldresistenz mit sinkenden geometrischen Abmessungen der NanoSQUIDs zunimmt, was für die geplanten...

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Nanomagnetische Logik (NML) Schaltungen sind eine vielversprechende Alternative für das Design integrierter Logik-Schalt­kreise. Sie versprechen einen niedrigen Energieverbrauch und das dauerhafte Speichern der einmal geschriebenen Information. Bei der NML werden nano­skalige Magnetstrukturen über ihre magnetischen Felder miteinander gekoppelt und so Logikgatter realisiert. An der PTB wurde nun...

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