Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Messung in der dritten Dimension

06.07.2009
PTB entwickelt Mikro- und Nano-Koordinatenmessgerät für dreidimensionale Objekte

Vom Bewegungssensor bis zum Computerchip - in vielen Produkten des täglichen Lebens sind Bauteile verarbeitet, deren Funktionsweise auf kleinsten Strukturen in der Größe von tausendstel oder gar millionstel Millimetern basiert. Diese Mikro- und Nanostrukturen müssen exakt gefertigt werden, damit das Gesamtsystem am Ende reibungslos funktioniert.

Da ist der Blick aufs Detail nötig, und deshalb haben Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ein metrologisches Rastersondenmikroskop zu einem Mikro- und Nano-Koordinatenmessgerät weiterentwickelt. Damit ist jetzt die Messung dimensioneller Größen mit Nanometer-Auflösung auch an dreidimensionalen Objekten in einem außergewöhnlich großen Messbereich von 25 mm × 25 mm × 5 mm möglich. Das neue Gerät in der PTB ist bereits ausgiebig in Betrieb - ein großer Anteil sind Kalibrieraufträge aus Industrie und Forschung.

Vielfach werden solch kleine Dimensionen erst begreifbar, wenn sie auf Alltagsgrößen übertragen werden: Angenommen, jemand würde ein Stück Würfelzucker auf einem Gebiet von 25 Quadratkilometern verlieren - das neue Mikro- und Nano-Koordinatenmessgerät würde es nicht nur finden, sondern auch seine genaue Lage und Form bestimmen. Dies gilt nicht nur auf ebenen Flächen, sondern auch für dreidimensionale Landschaftsformen, wenn das Zuckerstück beispielsweise an einer Steilwand kleben würde.

Da immer mehr Bauteile mit Strukturen im Mikro- und Nanometerbereich industriell zum Einsatz kommen, wird die dimensionelle Messtechnik an solchen Strukturen immer wichtiger. Um den wachsenden Anforderungen an 3D-Messungen von Mikro- und Nanostrukturen gerecht zu werden, wurden in der PTB neu entwickelte 3D-Messtaster in ein metrologisches Rastersondenmikroskop eingebaut, das auf einem kommerziellen Nano-Positioniersystem mit integrierten Laser-Wegmesssensoren der SIOS Messtechnik GmbH basiert. Neue Funktionalitäten durch Messtaster und Software erweitern das Rastersondenmikroskop zu einem metrologischen Mikro- und Nano-Koordinatenmessgerät (KMG), mit dem auch normgerechte 3D-Messungen an Mikro- und Nanostrukturen möglich sind.

In internationalen Ringvergleichen an Stufenhöhen-Normalen und Gitterstrukturen hat sich gezeigt, dass das Messsystem weltweit zu einem der präzisesten Geräte seiner Art gehört. Bei Stufenhöhen sind Messunsicherheiten im Sub-Nanometerbereich und bei Messungen des mittleren Strukturabstands an ausgedehnten Gitternormalen sogar im Bereich von 10 Pikometern erreicht und im Vergleich mit optischen Beugungsmessverfahren bestätigt worden.

Das neue Messgerät steht für dimensionelle Präzisionsmessungen mit nm-Auflösung an 3D-Mikro- und Nanostrukturen wie Mikrozahnrädern, Mikrokugeln, Härte-Eindringkörpern und Nanogitter-Normalen sowie für Maßvergleiche und als Plattform für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben zur Verfügung. Es stellt ein wichtiges Bindeglied zwischen der Nano-, Mikro- und Makrokoordinatenmesstechnik dar.

Ansprechpartner
Dr. Gaoliang Dai, PTB-Arbeitsgruppe 5.25 Rastersondenmetrologie,
Tel. (0531) 592- 5127, E-Mail: Gaoliang.Dai@ptb.de

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/
http://www.ptb.de/de/aktuelles/archiv/presseinfos/pi2009/pitext/pi090706.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars
26.04.2018 | Universität Bern

nachricht Belle II misst die ersten Teilchenkollisionen
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Physik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics