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Abteilungsnachrichten

Aktuelles

In der elektrischen Präzisionsmesstechnik hat das Interesse an dynamischen anstelle von statischen Messungen in den letzten Jahren stark zugenommen. Diese Entwicklung hat zu verschiedenen Vorschlägen geführt, Messsysteme auf der Basis von Josephson-Schaltungen nicht nur zur Erzeugung von hochgenauen Gleichspannungen, sondern auch für Wechselspannungen und beliebige Wellenformen einzusetzen....

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Mit dem digitalen Abtastverfahren werden zur Zeit erfolgreich elektrische Wechselgrößen kalibriert. Kern des Verfahrens ist ein hochauflösendes Abtastvoltmeter, dessen A/D-Umsetzer maßgeblich die Messunsicherheit bestimmt.

Mit einem neuen Messverfahren ist es nun gelungen, die statischen und dynamischen Eigenschaften dieses A/D-Umsetzers direkt zu bestimmen. Die Spannungsmessungen werden dabei...

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Die PTB ist in einem Verbundprojekt eingebunden, dessen Ziel die Entwicklung von Lasern ist, in denen organische Materialien verwendet werden. Die Aufgabe besteht in der Herstellung von Gitterstrukturen, die als Resonator für die eigentlichen Laser benötigt werden. Hierbei kommen oxidierte Siliziumwafer zum Einsatz. In die vorhandene SiO2-Schicht wird die Struktur mittels...

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Lädt man einen Kondensator mit einer bekannten Zahl von n Elektronen und misst die Spannung U = (n e)/über dem Kondensator (Kapazität C, Elementarladung e) mit Hilfe eines Josephson-Spannungsnormals, hat man ein Quantennormal für die elektrische Kapazität. Zudem eröffnet dieses Experiment einen Weg zur Realisierung des Dreiecks der elektrischen Quantennormale.

Wir arbeiten an der...

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An der PTB durchgeführten theoretischen Abschätzungen zufolge bieten Cooper-Paar-Pumpen auf der Basis kleiner Josephson-Kontakte in dissipativer elektromagnetischer Umgebung im Vergleich zu ihren normalleitenden Pendants Vorteile bei der Realisierung einer Quanten-Stromquelle: So könnte eine Cooper-Paar-Pumpe mit einer zehnfach höheren Taktfrequenz von 100 MHz betrieben werden und dadurch eine...

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Die als Teil des EU-Projekts „SQUBIT-2“ durchgeführten experimentellen Arbeiten konzentrierten sich im letzten Jahr auf die Optimierung der an der PTB konzipierten HF-Ausleseanordnung für ein Ladungs-Phasen-Quantenbit, d.h. den in eine supraleitende Schleife eingeschlossenen Bloch-Transistor. Bei diesem Ansatz sollen die beiden stationären Quantenzustände des Systems anhand der jeweiligen...

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Zur Charakterisierung von nanostrukturierten magnetischen Datenspeichermedien wurde im Laufe der letzten fünf Jahre in der Arbeitsgruppe 2.52 ein Magnetkraftmikroskop aufgebaut. Diese Apparatur erlaubt es, Magnetfelder mit einer räumlichen Auflösung von besser als 20 nm. Die absolute Positionierbarkeit in der Ebene der Probe ist besser als 50 nm. Die ersten Messungen wurden an magnetischen...

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Mit akustischen Oberflächenwellen können bei tiefen Temperaturen Elektronen einzeln und mit genau bekannter, hoher Frequenz durch einen schmalen Halbleiterkanal geführt werden. Damit kann man die Stromstärke-Einheit Ampere mit einer Naturkonstanten, der Elementarladung, verknüpfen. Gelingt es, die Fehlerquote beim „Abzählen“ der Elektronen so gering zu halten, dass eine kleinere Unsicherheit als...

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Eine Reihe großer Leistungsprüffelder im In- und Ausland beabsichtigt in einer konzertierten Aktion, die Einheitlichkeit und Rückverfolgbarkeit ihrer Messungen von transienten Strömen bis zu einigen hundert Kiloampere zu gewährleisten. Im ersten Schritt werden drei Messsysteme aufgebaut, die von verschiedenen metrologischen Staatsinstituten kalibriert und von den beteiligten Leistungsprüffeldern...

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Einzel-Elektronen-Transistoren erlauben die Messung elektrischer Potentiale mit einer Empfindlichkeit, die die durch die Gesetze der Quantenmechanik bestimmte ultimative Grenze erreichen kann. Da sie mit weniger als 100 nm sehr klein sind, kann man sie als elektrisch wie auch räumlich hochauflösende Sonden einsetzen. Wir untersuchten damit Wirbelströme beim quantisierten Hall-Effekt, der bei...

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Für den Transfer von Wechselgrößen (Wechselspannung, Wechselstromstärke, Wechselleistung) auf äquivalente Gleichgrößen werden in der PTB seit mehr als einem Jahrzehnt planare Vielfachthermokonverter bei Frequenzen von 10 Hz bis 1 MHz verwendet. 

Mit dem Ziel, planare Vielfachthermokonverter für Hochfrequenz zu entwickeln, wurden im Rahmen einer Dissertation verbesserte Modellrechnungen durch...

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In den letzten Jahren wird die Silizium-Technologie erfolgreich dazu benutzt, maßgeschneiderte mechanische Strukturen mit kleinen Abmessungen herzustellen, die sich in verschiedenen Bereichen der Messtechnik einsetzen lassen. Mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) lassen sich wegen der geringen Abmessungen auch Kräfte durch elektrostatische Felder erzeugen (Aktuatoren) oder messen...

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Digitale Daten werden in der Nachrichtentechnik mit ständig steigender Geschwindigkeit übertragen. Dafür werden koaxiale Leitungssysteme der Hochfrequenz(HF)-Technik mit immer größerer Bandbreite benötigt. Eine wachsende Zahl von HF-Messgeräten und Systemen werden daher für das neue 2,9 mm-Koaxialleitersystem mit einer Bandbreite bis 40 GHz ausgerüstet. Um einem dringenden Bedarf der deutschen...

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Der seit Jahren zu beobachtende Trend in Richtung umfangreicherer und komplexerer integrierter Schaltkreise führt zu neuen Herausforderungen im Chipdesign, wobei insbesondere der Einfluss der Verbindungsstrukturen nicht vernachlässigt werden darf. Ein bisher nicht befriedigend gelöstes Problem stellt die Beschreibung der i.a. frequenzabhängigen Leitungseigenschaften mit geschlossenen analytischen...

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Messungen der metallischen elektrischen Leitfähigkeit haben ein enormes Anwendungspotential im Rahmen der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Der Anwendungsbereich von Leitfähigkeitsmessungen erstreckt sich von sicherheitsrelevanten Untersuchungen, wie sie in der Luftfahrtindustrie und bei der Kernenergietechnik notwendig sind, bis zur Herstellung von Münzlegierungen und Fälschungserkennung in...

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Zum Aufbau der Skale für den Wechselstrom-Gleichstromstärke Transfer für Stromstärken von 1 mA bis 20 A im Frequenzbereich von 10 Hz bis 100 kHz werden planare Vielfachthermokonverter zusammen mit Wechselstrommesswiderständen (Shunts) verwendet. Unter Voraussetzung der Unabhängigkeit der Transferdifferenz von der Stromstärke werden beim Aufbau der Skale Normale für verschiedene Nenn-Stromstärken...

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Die Darstellung und Weitergabe der Induktivitätseinheit Henry im Wertebereich von 100 µH bis 100 H und im Frequenzbereich 50 Hz bis 1 MHz erfolgt in der PTB mit Hilfe einer Maxwell-Wien Messbrücke mit sehr geringer Messunsicherheit. Die Kalibrierungen in dieser Messbrücke sind aber sehr zeitaufwändig und deshalb mit hohen Kosten verbunden. Deshalb wird daran gearbeitet, nur die Normale der PTB in...

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Verluste von Transformatoren und Betriebsmitteln für die elektrische Energieversorgung werden unter Verwendung von Phasenwinkel-Messgeräten bestimmt. Diese Messungen dienen einerseits zur Beurteilung der Qualität, andererseits ist die Beobachtung der Verluste für die Sicherheit und eine lange Lebensdauer wichtig. Daher ist die Rückführung von Phasenwinkel-Messgeräten für den Deutschen...

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Spulen zur Erzeugung magnetischer Felder weiten sich mit steigender Temperatur auf, so dass das Feld in ihrem Zentrum kleiner wird, d. h. ihre Spulenkonstante nimmt ab. Die Spulenkonstante ist der Quotient aus magnetischer Flussdichte im geometrischen Zentrum der Spule und der Stromstärke des in ihrer Wicklung fließenden elektrischen Stromes. Dieser insbesondere bei mehrlagigen Spulen erheblich...

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Die Anforderungen an die Speicherkapazität und die Datensicherheit von Identifikationskarten mit Magnetstreifen sind in den letzten zwei Jahren stark angewachsen. Daher hat der Ausschuss ISO/IEC/JTC1/SC17WG1 die Entwicklung einer Norm für hochkoerzitive Magnetstreifen höherer Aufzeichnungsdichte („high density“, „HD“) vereinbart, die in diesem Jahr abgeschlossen wird. Das zugehörige...

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