Innovative Tastsensoren

• Piezoresistive Si-Mikrotaster für schnelle Rauheitsmessungen in Düsen und Bohrungen mit Durchmessern kleiner 100 µm (Profilscanner für Strukturen mit großem Aspektverhältnis) [1]. EMPIR-Projekt Micro probes
• Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme (MEMS) mit denen kleine Auslenkungen und Kräfte im Nanobereich gemessen werden können [2]. Anwendungsbereiche: schnelle Oberflächenmessung [3], oberflächennahe Messung von E-Modul und Härte [4] und Kalibrierung der Steifigkeit von AFM-Cantilevern [5]
• Rückgeführtes, linear luftgelagertes Tastsystem (Lupo), das Antastkräfte im Bereich von 50 µN bis 700 µN erlaubt (taktiles Referenzmessgerät HRTS [6]).
  Bei weichen Materialien ist für die Bestimmung von geometrischen Größen mittels taktiler Verfahren ein besonderes Augenmerk auf die Tastspitzenform und die Tastkräfte in Verbindung mit den Materialeigenschaften zu richten [7], [8].

Referenznormale zur Kalibrierung der Antastkraft, des Spitzenradius und der z-Messachse

• Si-Mäander-Referenzfedersensoren [9], [10] zur Kalibrierung der Antastkraft von Koordinatenmessgeräten, Nanoindentern und AFM
• MEMS-Doppelfedersensoren zur Kalibrierung der Antastkraft und Auslenkung von Tastschnittgeräten, Nanoindentern und AFM [11]
• Tastspitzenprüfnormal für die Kalibrierung des Radius und der 2D-Form von Diamanttastspitzen konventioneller Tastschnittgeräte und von speziellen Silizium-Tastspitzen ( Flyer_Tastspitzenprüfnormal_PTB_2017) [12]

Nanoindentationstechnik mit MEMS-Sensoren

• Entwicklung von MEMS-Aktoren mit kapazitiver Wegmessung [4]
• Entwicklung eines Picoindenters für nanoelektromechanische Messung von Nanomaterialien im Rahmen des EMPIR Projektes NanoWires „High throughput metrology for nanowire energy harvesting devices“ (https://www.ptb.de/empir2020/nanowires/home/)

Literaturverweise [1] - [16]

Die Arbeitsgruppe kalibriert:

•    Radiennormale mit R ≤ 20 µm
•    Antastkraftnormale für Tastschnittgeräte
•    Kraft-Weg-Normale für Martenshärtemessgeräte und Nanoindenter
•    Cantilever und Referenz-Cantilever für Rasterkraftmikroskope
•    Mikro- und Nanokraftsensoren