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Patente nach Kategorie

16 Ergebnisse für "Mikro- und Nanotechnik".

Genauere Winkelmessung mit CCD

Zur Messung von kleinen Winkeln werden Autokollimatoren verwendet. Der Detektor, oft ein flächenhafter CCD-Sensor, hat durch die Pixelgröße eine begrenzte Auflösung. Das neue Verfahren der PTB minimiert dabei auftretende Inter-polationsabweichungen im Subpixelbereich und ermöglicht eine bessere Auflösung der Position des Messmarkenbilds und damit des Winkels ohne zusätzliche Bauteile.

PTB-Zeichen: 0428

3D-AFM: Verbesserte 3D-Empfindlichkeit

Die heutige Rasterkraftmikroskopie beziehungsweise atomic force microscopy, kurz AFM, steht vor der Herausforderung dreidimensionale Strukturen zuverlässig zu messen. Bisher funktioniert das nicht ganz fehlerfrei: handelsübliche Kantilever, das ist die Messnadel eines AFM, reagieren unausgeglichen, wenn sie Kräften der drei Raumdimensionen ausgesetzt sind. Forscher der PTB lösen dieses Problem mit neuen Kantilevern: diese reagieren dank ihrer neuen Struktur sensitiver bei dreidimensionalen Einflüssen und rutschen nicht beim Rastern von Schrägen unterschiedlicher Steigungen.

PTB-Zeichen: 0476

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Themengebiet:

Geom. Messtechnik
Nanotechnologie
Mikro- und Nanotechnik

Erfinder:

Dai, Gaoliang

Thiesler, Jan

Verlauf des Patentverfahrens:

DE 10 2018 105 756.3 ; 2018-03-13


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Herstellung von einlagigem Graphen

Graphen wird aufgrund seiner Materialeigenschaften zunehmend in elektrischen Bauteilen verwendet. Bisherige Verfahren ermöglichen nur die Herstellung kleinflächiger Graphen-Lagen, die für die Herstellung von vielen Halbleiterbauelementen aufgrund zu hoher Stufen (mehrere nm) in der Regel nicht geeignet sind (s. Abb. links). In der PTB wurde ein neues Verfahren für einlagiges Graphen entwickelt, welches die Herstellung von großflächigen Graphenstrukturen mit dem Potenzial zur Massenproduktion qualitativ hochwertiger einlagiger Graphen-Schichten ohne störende Stufen ermöglicht.

PTB-Zeichen: 0416

Selektive Charakterisierung magnetischer Nanopartikel

Die Magnetpartikelspektroskopie (MPS) ist ein hochempfindliches und schnelles magnetisches Messverfahren zur Quantifizierung und Charakterisierung magnetischer Nanopartikel. Erstmals wurde die MPS mit einem chromatografischen Trennverfahren kombiniert, um MNP direkt während ihrer größenselektiven Fraktionierung magnetisch zu charakterisieren.

PTB-Zeichen: 0408

Atomar glattes Stufennormal

Mit einem neuartigen Herstellungsverfahren werden in der PTB auf (111)-Siliziumwafern gezielt Bereiche bis 150 µm² Größe erzeugt, die sowohl atomar glatte Oberflächen als auch Oberflächen mit monoatomaren Stufen besitzen. Bei dem Verfahren wird ein selbstorganisierender Prozess ausgelöst, der im Ultrahochvakuum an mehreren lithografisch strukturierten Positionen zu einem gezielten Heizprozess führt. Die so hergestellten atomar glatten Flächen ermöglichen einen großen Fortschritt in der Ebenheitsmessung und können in Verbindung mit den monoatomaren Stufen zukünftig als Grundlage für neuartige Prüfkörper und Normale in der dimensionellen Messtechnik dienen. Diese glatten Bereiche können nun auch beidseitig auf polierten Si-Wafern hergestellt werden, also mit einer diskreten Anzahl von Gitterebenen zwischen den gegenüberliegenden Flächen.

PTB-Zeichen: 0440

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Themengebiet:

Produktionstechnik
Optik
Mikro- und Nanotechnik

Erfinder:

Koenders, Ludger

Lenck, Oliver

Bütefisch, Sebastian

Weimann, Thomas

Verlauf des Patentverfahrens:

DE 10 2016 109 877.9 ; 2016-05-30


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Herstellungsprozess für topographiefreie Auflösungsnormale

Zur Bestimmung der chemischen Beschaffenheit von Oberflächen werden verschiedene analytische  Verfahren benutzt, die elementspezifische Aussagen zur Zusammensetzung ermöglichen. Um deren Auflösung zu kalibrieren, benötigt man geeignete flächige Prüfkörper, die aus angepassten 2D-Strukturen mehrerer Materialien bestehen, die speziell auf die Messanwendung definiert werden.

Die PTB hat hierfür ein neuartiges Herstellungsverfahren entwickelt, mit dem es über verschiedene Schritte möglich ist, diese topographiefreien Prüfkörper herzustellen.

PTB-Zeichen: 0385

Mikrokraftsensor

Die Erfindung betrifft ein Millinewton-Kraftmesser zum Messen von Kräften unterhalb von 500 Millinewton, mit einem Mikrosensor, der (a) ein erstes längliches Sensorelement, das einen ersten Erstelement-Auflagerbereich an einem Erstelement-Ende, einen zweiten Erstelement-Auflagerbereich an einem dem ersten Erstelement-Ende gegenüberliegenden zweiten Erstelement-Ende und einen Erstelement-Federbereich zwischen den Erstelement-Auflagerbereichen aufweist, und (b) ein zweites längliches Sensorelement, das einen ersten Zweitelement-Auflagerbereich an einem ersten Zweitelement-Ende, einen zweiten Zweitelement-Auflagerbereich an einem dem ersten Zweitelement-Ende gegenüberliegenden Zweitelement-Ende und ein Zweitelement-Federbereich zwischen den Zweitelement-Auflagerbereichen aufweist, umfasst, wobei (c) der erste Erstelement-Auflagerbereich mit dem ersten Zweitelement-Auflagerbereich an einem ersten Sensorende und der erste Zweitelement-Auflagerbereich mit dem zweiten Zweitelement-Auflagerbereich an einem zweiten Sensorende verbunden sind und (d) eine Haltevorrichtung, an der der Mikrosensor mit dem ersten Sensorende befestigt ist.

PTB-Zeichen: 0260

Taktiler Mikrotaster

Die PTB entwickelt 3D-Mikrotaster für die Oberflächenmesstechnik von Mikrostrukturen. Dabei wurden bisherige Tastergeometrien entscheidend verändert. Insbesondere erreicht das neue Design des Mikrotasters eine relativ große Steifigkeit. Mit der damit verbundenen hohen Resonanzfrequenz wirken sich Schwingungen, angeregt durch die Bewegungen der Koordinatenmessmaschine, kaum auf den Taster aus. Durch die große Steifigkeit führen kleine Auslenkungen schon zu einem großen Ausgangssignal und damit zu einem guten Signal-Rausch-Verhältnis. Zusätzlich ist die Steifigkeit des Systems isotrop; in allen drei Raumrichtungen ist es auf einen gleichmäßigen Wert von 6000 - 8000 N/m eingestellt. Hierdurch lässt sich die Auflösung entscheidend steigern. Die Mikrotaster können in einer neuartigen Wechseleinrichtung auf den Tastköpfen sehr einfach ausgewechselt werden und bestechen somit durch kurze Rüstzeiten. Die Bauteile sind hoch präzise, aber aufgrund der einfachen Herstellung zu geringen Kosten austauschbar.

PTB-Zeichen: 7016

Pikokraftsensor

Die Erfindung betrifft ein Kraftmessgerät, das ausgebildet ist für zu messende Kräfte unterhalb von 1 Mikronewton, mit einem Substrat, einem Schaft zum Aufnehmen der zu messenden Kraft, einer mäandrierend geformten Feder, die in einer Substrat-Befestigungsstelle an dem Substrat befestigt ist und einen ersten Abschnitt und zumindest einen zweiten Abschnitt in Form eines Endabschnitts, der in einer Schaft-Befestigungsstelle am Schaft befestigt ist, aufweist, und einem kapazitiven Sensor, der angeordnet ist zum Erfassen einer Position zumindest eines Abschnitts relativ zum Substrat.

PTB-Zeichen: 8208

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Themengebiet:

Nanotechnologie
Sensorik
Nanotechnologie

Erfinder:

Gao, Sai;
Li, Zhi;
Herrmann, Konrad

Verlauf des Patentverfahrens:

DE 10 2008 063 797.1 ; 2008-12-18
EP 09015554.0 ; 2009-12-16

DE 10 2008 063 797 A1 ; 2010-07-01
EP 2 199 769 A2 ; 2010-06-23

DE 10 2008 063 797 B4 ; 2013-12-24

IPC-Code:

GO1L Description GO1L


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Phasendifferenzanalyse in der Magnetkraftmikroskopie

Derzeitig verfügbare Magnetkraftmikroskope detektieren die Phasenverschiebung der periodisch angeregten Cantileverspitze. Bei Distanzänderung zur magnetisierten Oberfläche verschiebt sich die Resonanzfrequenz des schwingenden Cantilevers auf Grund der sich ändernden Wechselwirkungen. Wird die Anregungsfrequenz konstant gehalten und die Antasthöhe nachgeregelt, kommt es zu einer Verschiebung der Phasendifferenz zwischen anregender und gemessener Schwingung, die als Messsignal aufgezeichnet wird.

Die neuartige Software PhDiffA wertet die Rohdaten des Systems aus und analysiert die Phasendifferenzen sehr genau über eine exakte Berechnung der Zeitmarken im Vergleich zu dem als Referenz dienenden Cantilever-Anregungssignal.

Die Zero-Crossing-Methode betrachtet hierbei Nulldurchgänge und die Peak-Detection-Methode die Extremwerte der Phasensignale. Zusätzlich ist in PhDiffA mit der Digital-Lock-in-Methode eine frequenzselektive Auswertung integriert.

PTB-Zeichen: 7015

Nanoindentor auf Basis MEMS

Es wird ein Indentor zur Messung von mechanischen Eigenschaften von Materialien mit einem Eindringkörper mit vorbestimmter Geometrie, einer Einrichtung zur Krafterzeugung, mit der der Eindringkörper in eine zu messende Materialoberfläche eindringt, und einer Einrichtung zur Messung einer Eindringtiefe offenbart. Er findungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Krafterzeugung und die Einrichtung zur Messung der Eindringtiefe durch mindestens einen ersten Kammantriebsaktuator gebildet sind, der zwei Kammelektroden aufweist, die jeweils eine Vielzahl von zueinander parallel ausgerichteten Kammfingern derart aufweisen, dass die Kammfinger der beiden Kammelektroden sich in Abhängigkeit von einer angelegten elektrischen Spannung teilweise überlappen. Es wird ferner ein entsprechendes Verfahren offenbart.

PTB-Zeichen: 0135

Nachweis von Analyten mit magnetischen Nanopartikeln

Das Verfahren zum quantitativen Nachweis eines Analyten, insbesondere eines Biomoleküls, in flüssigem Medium beruht auf dem grundsätzlichen Messprinzip: Zusatz von Sonden, die aus mit dem Analyten bindungsfähigen Nachweismolekülen und die Nachweismoleküle markierenden Nanoteilchen bestehen, zu der Analytlösung/-suspension. Nachweis der mit dem Analyten gekoppelten Sonden mit einem für diese Sonden geeigneten Messverfahren und Bestimmung der Analytkonzentration aus dem Messergebnis. Ein derartiges Nachweisverfahren wurde in der Weise weiterentwickelt, dass als für die Detektion gebundener Sonden geeignetes Messverfahren ein solches gewählt wird, dessen Messgröße mit der Agglutination zwischen Analyt und Sonden korreliert, wobei bei Auftrag der Messgröße über dem Analyt/Sondenverhältnis ein Extremwert vorhanden sein muss. Das Verfahren ist robust und zuverlässig und beispielsweise mit Hilfe der bekannten MRX-Technik als einem Messverfahren, das die Aggregation zwischen Analyt und Sonden in Abhängigkeit von dessen Verhältnis anzeigt, durchführbar.

PTB-Zeichen: 0173

Mikrohanteltasterstift

Die vorliegende Erfindung bietet erstmals die Möglichkeit, Mikroinnenstrukturen messtechnisch erfassen zu können und somit Kalibrierungen z. B. an Mikroinnengewinden durchzuführen. Die fortschreitende Miniaturisierung von Bauteilen erfordert zunehmend immer kleiner werdende

komplexe Mikroinnenstrukturen, wie z. B. Mikroinnengewinde. Diese werden unter anderem in der Uhrenindustrie und der Medizintechnik Anwendung.Gleichzeitig dürfen sie nur sehr geringe Toleranzen aufweisen. Somit ist eine fertigungsbegleitende Messung der hergestellten Teile unverzichtbar. Eine Möglichkeit der zuverlässigen Qualitätssicherung für diese Mikroinnenstruturen fehlt bislang.

PTB-Zeichen: 0364

Messgerät zum Messen einer Positions- und Winkeländerung

Die Erfindung betrifft ein Messgerät, insbesondere Längen- und Winkelmessgerät, zum Messen zumindest einer Positionsänderung und/oder zumindest einer Winkeländerung, mit einem Homodyn-Interferometer, das einen Strahlteiler zum Erzeugen eines Referenz-Lichtstrahls und eines Mess-Lichtstrahls aus einem primären Lichtstrahl, einen Referenz-Reflektor zum Reflektieren des Referenz-Lichtstrahls, einen beweglich geführten Mess-Reflektor zum Reflektieren des Mess-Lichtstrahls und einen Detektor umfasst, die so angeordnet sind, dass der Referenz-Lichtstrahl und der Mess-Lichtstrahl interferieren und bei Bewegung des Mess-Reflektors ein sich veränderndes Interferenzmuster entsteht, dessen Veränderung vom Detektor erfassbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Detektor zumindest eine Detektorzeile zum zeilenförmigen Erfassen des Interferenzmusters aufweist und das Homodyn-Interferometer eine Transformationsvorrichtung umfasst, die mit dem Detektor zum Einlesen von Detektor-Messwerten verbunden und eingerichtet ist zum Transformieren der Detektor-Messwerte in einen Frequenzraum.

PTB-Zeichen: 0239

Magnetooptische Magnetisierungsmessvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ortsaufgelösten Messen einer Magnetisierung einer magnetischen Struktur, mit den Schritten:

(a) Aufbringen zumindest einer fluoreszierenden Schicht auf die magnetische Struktur, (b) Bestrahlen der Schicht mit zumindest einem Anregungs-Lichtstrahl, so dass die Schicht in einem Anregungsbereich zur Fluoreszenz angeregt wird,

(c) Bestrahlen zumindest auch des Anregungsbereichs mit zumindest einem Stimulations-Lichtstrahl, so dass die Fluoreszenz außerhalb eines Residualbereichs durch stimulierte Emission vermindert wird,

(d) Messen einer Polarisationsdrehungvon Fluoreszenzlicht aus dem Residualbereich und

(e) Ermitteln der Magnetisierung der Struktur im Residualbereich zumindest auch aus der Polarisationsdrehung.

PTB-Zeichen: 0299

Geometrienormal für Mikrosystemtechnik

Die Erfindung betrifft ein Geometriennormal, das eine erste Platte, die eine Erstplatten-Ausnehmung aufweist, die von einem Erstplatten-Rand begrenzt ist, und zumindest eine zweiten Platte, die mit der ersten Platte verbunden ist umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte und die zweite Platte Einkristalle sind, der Erstplatten-Rand entlang einer Kristallebene der ersten Platte verläuft und die zumindest eine zweite Platte eine Zweitplatten-Ausnehmung aufweist, die von einem Zweitplatten-Rand begrenzt wird, der entlang einer Kristallebene der zweiten Platte verläuft, so dass sich die Erstplatten-Ausnehmung und die Zweitplatten-Ausnehmung zu einer gemeinsamen Ausnehmung ergänzen.

PTB-Zeichen: 0194