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Die elektromagnetische Verträglichkeit zwischen am Stromnetz betriebenen Komponenten gewinnt zukünftig immer mehr an Bedeutung. Die PTB hat sich in einem Forschungsvorhaben mit weiteren Projektpartnern das Ziel gesetzt, ein Prüflastnormal zur rückgeführten Kalibrierung von Netzrückwirkungssystemen zu entwickeln und aufzubauen.

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Elektrische Energie bzw. Arbeit ist ein wichtiges Wirtschaftsgut. Da die Messung der Energie als Grundlage für Abrechnungen verwendet wird, unterliegen die Messeinrichtungen sehr hohen Zuverlässigkeitsanforderungen. Mit dem neu aufgebauten Prüfstand soll eine Möglichkeit geschaffen werden, elektronische Elektrizitätszähler auf ihre korrekte Arbeitsweise bei nicht-sinusförmigen Stromsignalen zu...

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Im Reinraumzentrum der PTB wurden NanoSQUID-Schaltungen basierend auf Josephson-Kontakten der Schichtenfolge Supraleiter-Isolator-Supraleiter (SIS) hergestellt. Gegenüber mit alternativen Technologien gefertigten Josephson-Kontakten zeichnen sich diese durch ihre besseren Rauscheigenschaften aus. Die neuen NanoSQUID-Sensoren werden künftig im Fachbereich „Biosignale“ der PTB für den Aufbau eines...

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Schaltungen für das pulsgetriebene Josephson-Spannungsnormal (JAWS) der PTB wurden im Rahmen des EMPIR-Projektes QuADC am National Physical Laboratory (NPL, nationales Metrologieinstitut von UK) in ein innovatives JAWS-System der nächsten Generation integriert. Damit kann der JAWS-Chip quasi in Echtzeit jedes beliebig geformte Eingangssignal mit hoher spektraler Reinheit quantisieren.

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Das pulsgetriebene Josephson-Spannungsnormal der PTB ist so weit praxistauglich, dass es zu mehreren Metrologieinstituten transferiert werden konnte. Im Jahr 2019 wurden drei Systeme mit PTB-Unterstützung am VNIMM (Russland), am TÜBITAK (Türkei) und am BIRMM (China) erfolgreich in Betrieb genommen. Die pulsgetriebenen Josephson-Spannungsnormale der PTB sind somit bereits in neun Ländern im...

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Mit einer neuentwickelten Mikrowellen-Tunnelkontaktschaltung ist es gelungen, die quantenelektrodynamischen Eigenschaften eines gekoppelten Systems bestehend aus einem Josephson-Oszillator und einem 80-GHz-Dünnschicht-Resonator sichtbar zu machen und auszumessen. Beobachtet wurden die sogenannten bekleideten Zustände des Systems, die sich im Bereich der Kreuzung der individuellen...

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Seit mehr als 35 Jahren werden bei der Tagung Kryoelektronische Bauelemente neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der Supraleitungselektronik und der Kryotechnik vorgestellt und diskutiert. In diesem Jahr hat der Fachbereich „Quantenelektronik“ der PTB diesen Workshop ausgerichtet.

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Zur Optimierung des in der PTB vorhandenen pulsgetriebenen Josephson-Spannungsnormals (JAWS) wurden breitbandige On-Chip-Leistungsteiler weiterentwickelt, die eine optimale Übertragung der elektrischen Anregungspulse in parallele JAWS-Schaltungen ermöglichen. Mit Hilfe des Leistungsteilers sollen die Ausgangsspannung des JAWS-Systems erhöht werden und die Anzahl von Hochfrequenzkabeln, die zur...

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Die Elektronenstrahllithographie ist eine der Basistechnologien für die Fertigung von Quantennormalen in der Abteilung „Elektrizität“ der PTB. Darüber hinaus gibt es aber auch bei anderen Fachabteilungen der PTB und an Instituten der TU Braunschweig Bedarf an der Fertigung von Mikro- und Nanostrukturen, der durch die Elektronenstrahllithographie im PTB-Reinraumzentrum bedient werden kann.

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Beim Erhitzen (z.B. frittieren) von Lebensmitteln kommt es zu so genannten Maillard-Reaktionen, bei denen als Produkt einer chemischen Umwandlung Melanoidine entstehen, welche die Bräunung und geschmackliche Prägung bestimmen. Auf Grund der komplexen Strukturen der Melanoidine konnten bislang nur vereinzelt physiologisch wirksame Verbindungen identifiziert und in Lebensmitteln quantifiziert...

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Im Rahmen eines Kooperationsprojektes der PTB mit der Firma Matesy GmbH (Jena, D) wurde ein auf dem magnetooptischen Faraday-Effekt beruhendes System zur ortsaufgelösten Streufeldmessung rückgeführt kalibriert. Zudem wurden Simulationsalgorithmen entwickelt, die neben der schnellen Messung makroskopischer magnetischer Proben erstmals auch eine rückgeführte Charakterisierung mikroskaliger...

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Für die Messung von räumlich auf Nanometerskala variierenden magnetischen Feldverteilungen standen bislang keine international akzeptierten Messverfahren zur Verfügung. Das von der PTB geleitete und kürzlich erfolgreich abgeschlossene europäische Forschungsprojekt NanoMag schließt diese Lücke und ermöglicht zukünftig international vergleichbare Messungen von Magnetfeldverteilungen mit hoher...

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Quantum dots are used in semiconductor quantum technology. They allow to localize and control single electrons in semiconductor devices. Many applications require a fast initialization of a certain quantum state of the electrons. For this purpose, a new technique based on control of tunnelling rates has been developed at PTB.

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Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts SEQUOIA („Single-electron quantum optics for quantum-enhanced measurements“) wird in der PTB seit Mai 2018 an metrologischen Werkzeugen zur Charakterisierung des Quantenzustands einzelner Elektronen geforscht. Langfristiges Ziel dieser Arbeiten ist die Entwicklung räumlich und zeitlich hochauflösender Sensorik für die Messung elektrischer und...

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Durch Messungen auf mikroskopischer Skala konnte erstmals gezeigt werden, dass der elektrische Widerstand von auf Siliziumkarbid (SiC) gewachsenem Graphen erheblich von der Wechselwirkung mit der lokalen SiC-Kristallstruktur beeinflusst wird. Diese Ergebnisse ermöglichen zukünftig eine präzisere Kontrolle der Transporteigenschaften der atomar einlagigen Kohlenstoffschichten.

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On March 20 and 21, 2019, the workshop "Ultrastable Low-Noise Current Amplifier (ULCA) in Laboratory Practice" was held at PTB. The ULCA is a commercially available instrument, developed by PTB, that enables the measurement and generation of small currents with the highest accuracy.

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The definition of the ampere, the unit of electric current, in the just revised International System of Units (SI) is based on a fixed value for the elementary charge e. The Joint Research Project (JRP) “e-SI-Amp: quantum realisation of the SI ampere” was launched in the frame of the European metrology research programme EMPIR to develop ways for generating and disseminating electrical current...

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Die beiden PTB-Abteilungen „Elektrizität“ und „Temperatur und Synchrotronstrahlung“ arbeiteten gemeinsam am Aufbau eines praktischen Rauschthermometers. Mit Hilfe pulsgetriebener Josephson-Arrays soll ein breitbandiges Spannungsrauschen zur Kalibrierung der Verstärker-Elektronik erzeugt werden. Zur Verifizierung der Genauigkeit dieser generierten Spannungen wurden zwei Josephson-Systeme in...

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