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Production sequence of Si-spheres and interferometrical determination of the sphere volume

Precision Engineering

Division 5

News from the Annual Report 210

Fundamentals of Metrology

Ein neues Ellipsometer mit speziellen Anpassungen für die Charakterisierung von Siliciumkugeln im Rahmen des Avogadro-Projekts ermöglicht die komplette Oberfläche mit einem ausreichend dichten Raster von 5.000 und mehr Messpunkten zu messen, um die geforderte Messunsicherheit von u(dox) = 0.1 nm für die Oxidschichtdicke zu erreichen.

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Bei der Selbstkalibrierung des Winkelprimärnormals WMT 220 kamen erstmalig verbesserte Algorithmen zum Einsatz, welche bei der Bestimmung des Fourierspektrums der Winkelabweichungen des Normals Verfahren zur optimalen Gewichtung berücksichtigen. Damit konnte die Auswirkung zufälliger Messfehler gegenüber den bisherigen Algorithmen nahezu um den Faktor 3 reduziert werden.

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Es wurde ein Verfahren zum Abtasten von Strukturkanten mittels Einzelpunktantastung mit Kraftmikroskopen erprobt. Wesen dieser Strategie ist, die Sonde aus zur lokalen Oberflächenneigung optimalen Richtung antasten zu lassen. Dies liefert die Möglichkeit, Steigung und Verrundung von Kantenübergängen an Nanostrukturen zu ermitteln.

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Für das Weltraumprojekt „Microscope“ sind in der PTB hochpräzise Testmassen hergestellt worden. Hierbei handelt es sich um Hohlzylinder aus Platin-Rhodium und Titan, deren geometrische Gestalt nur sehr kleine Toleranzabweichungen von einer Nennform aufweisen dürfen.

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Es wurde ein Prototyp für ein beidseitig antastendes Interferometer aufgebaut, um die Länge von Maßverkörperungen beidseitig, d.h. ohne Ansprengung einer Endplatte, höchstgenau zu messen.  Dieses dient als Vorstufe für ein Interferometer, welches die einzigartigen Vorteile der vorhandenen Präzisionsinterferometer mit der beidseitigen Antastung verbindet.

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Metrology for Economy

Für die Bestimmung der Messunsicherheit von komplexen Messaufgaben an 3D-Strukturen mit dem Rastersondenmikroskop ist ein softwarebasiertes Verfahren, das Virtuelle Rastersondenmikroskop, entwickelt worden. Dies ermöglicht es, Eigenschaften des Messgerätes, der Antastsonde und der Umgebung zu berücksichtigen, um deren Einfluss auf die Messgröße abschätzen zu können. Dieses Verfahren wurde nun...

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Zwei neue Designs für 3D-Boss-Mikrotaster wurden entwickelt und mittels FEM-Simulationen hinsichtlich geringerer Biegesteifigkeit und Erhöhung der Empfindlichkeit optimiert. Erste Prototypen wurden mit Silizium Trocken- und Nassätztechnik hergestellt.

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In der PTB ist eine Messkammer für eine Mikrokraftkalibriereinrichtung aufgebaut worden, in der die Umweltbedingungen Temperatur, Luftdruck und –feuchte gut eingestellt und konstant gehalten werden können. Dies ermöglicht neben der Untersuchung der Empfindlichkeit von Waagen in Bezug auf Luftdruck und –feuchte auch genauere Kalibrierungen von Cantilevern.

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Eine Stylus-Sonde wird von einem Piezoelement in Längseigenschwingung versetzt und ist als dynamischer Taster in Rasterkraftmikroskopen und Mikrokoordinatenmessgeräten einsetzbar. Das Sensorsystem ist mit einem Mikroskopobjektiv kombinierbar und erlaubt auf diese Weise gleichzeitig hoch auflösende taktile sowie optische Untersuchungen der Oberfläche. Weiterhin vereinfacht die Nutzung des...

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Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes „Metrology for New Industrial Measurement Technologies“ (NIMTech) arbeitet die PTB mit vier weiteren europäischen Metrologieinstituten zusammen, um Fragen der Rückführung von neuartigen Messsystemen, wie z. B. Laserscannern, Indoor-GPS, hochgenaue 3D-Interferometrie, die direkt im Fertigungsumfeld mobil und flexibel zum Messen großer Strukturen – bis...

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Metrology for Society

Möglichkeiten zur Optimierung von Oberflächen durch Elektropolieren

Es wird über Untersuchungen zur Oberflächenoptimierung mittels Elektropolieren berichtet und die erzielten Ergebnisse werden am Beispiel der Reinstwasserleitfähigkeitsmesszelle aufgezeigt.[more]


Neuer Messaufbau für die Bauartprüfung technischer Röntgenstrahler

Für die Bauartprüfung technischer Röntgenstrahler wurde ein neuer, mobiler Messaufbau für den Einsatz vor Ort bei Herstellern solcher Anlagen entwickelt. Mit dem Messaufbau wird das Umfeld eines Röntgenstrahlers in einem Kugelradius von einem Meter zum Brennfleck auf Einhaltung der zulässigen Strahlungsintensität überprüft.[more]


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