Utilization of a commercial EMFC system as component in a Kibble balance :
Nutzung eines kommerziellen EMK-Systems als Bestandteil einer Kibble-Waage. - In: Technisches Messen, ISSN 2196-7113, Bd. 88 (2021), S. S8-S13
Eine Planck-Waage ist eine einfach bedienbare und vergleichsweise kostengünstige Umsetzung des Kalibrierprinzips einer Kibblewaage. Zu diesem Zweck besteht das Gesamtsystem möglichst aus kommerziell verfügbaren Komponenten wie z.B. einer Wägezelle nach dem Prinzp der elektromagnetischen Kraftkompenastion. Diese dient sowohl der Aufnahme des Masseprüflings im Wägemodus, als auch zur Führung im Bewegungsmodus. Da Abweichungen vom Idealverhalten bezüglich Kraft- und Momentenaufnahme sowie der Bewegungstrajektorie großen Einfluss auf das Messergebnis haben, müssen diese analysiert und im Messprozess berücksichtigt werde
https://doi.org/10.1515/teme-2021-0053
Stiffness calibration of AFM cantilevers :
Steifigkeitsmessungen von AFM-Cantilevern. - In: Technisches Messen, ISSN 2196-7113, Bd. 88 (2021), S. S3-S7
Zur rückführbaren Kraftmessung mit AFM-Cantilevern ist aufgrund von Fertigungstoleranzen eine individuelle Kalibrierung jedes einzelnen Cantilevers notwendig. An der TU-Ilmenau wurde ein Prüfstand entwickelt, welcher die Steifigkeit nach einem statisch experimentellen Verfahren bestimmt. Dabei wird der Cantilever um einen definierten Weg ausgelenkt und die dazu notwendige Kraft gemessen. Die Wegmessung erfolgt durch ein kommerzielles Differenzinterferometer und die Kraftmessung mithilfe einer neu entwickelten Wägezelle. In diesem Artikel wird die Funktion des Prüfstandes am Beispiel einer Kalibrierung beschrieben und ein Messunsicherheitsbudget aufgestellt. Die relative Messunsicherheit beträgt ca. 1,5 % bei einer maximalen Kalibrierkraft von <100 nN. Eine anschließende Untersuchung des Cantilevers ergab keine nachweisbaren Schäden an dessen Spitze.
https://doi.org/10.1515/teme-2021-0046
Two-photon direct laser writing with metrologically traceable positioning :
Direktes Laserschreiben auf Basis von Zwei-Photonen-Absorption mit metrologisch rückführbarer Positionierung. - In: Technisches Messen, ISSN 2196-7113, Bd. 88 (2021), S. S22-S27
Die Erweiterung von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschinen) zu Fabrikationsmaschinen durch den Einsatz eines Femtosekundenlasers für die Umsetzung von direktem Laserschreiben mittels Zwei-Photonen-Absorption (2PA) ist ein vielversprechender Ansatz zur skalenübergreifenden metrologischen Fertigung im Bereich der lithografischen Techniken [23]. Dazu wurde zunächst ein Konzept zur Integration der Zwei-Photonen-Technologie in eine NPM-Maschine entwickelt und umgesetzt. Anschließend erfolgten eine Charakterisierung des Systems sowie gezielte Untersuchungen, um den Nachweis für die Synergie der beiden Techniken zu erbringen. Auf dieser Grundlage wurde ein neuer Ansatz zur Mikro- und Nanofabrikation mit hohem Durchsatz entwickelt und untersucht, welcher neue Möglichkeiten in der skalenübergreifenden, hochpräzisen Fertigung aufzeigt [5]. Dieser Mix-and-Match-Ansatz basiert auf einer Verbindung von 2PA-Laserschreiben mit Feldemissionslithografie zur Herstellung von Mastern für anschließende Nanoimprintlithografie. Nicht nur die Vorteile des großen Positionierbereichs der NMM-1 konnten herausgestellt werden, sondern auch die Vorteile, die sich durch die hochgenaue Positionierung ergeben. Eine systematische Reduzierung des Abstands zweier benachbarter Linien führte zu einer minimalen Stegbreite von unter 30 nm [15], was bei den kleinsten in der Literatur beschriebenen Distanzen zwischen zwei lasergeschriebenen Linien einzuordnen ist [3, 9, 19]. Die Center-to-Center-Distanz der Linien von etwa 1.695 [my]m bei einer numerischen Apertur von 0.16 und einer Wellenlänge von 801 nm beträgt nur etwa 56 % der für den Zweiphotonenprozess erweiterten Beugungsbegrenzung nach Rayleigh. Erstmalig konnte somit eine Stegbreite weit unterhalb der Beugungsbegrenzung mit herkömmlichem Zwei-Photonen-Laserschreiben in Positiv-Photolack realisiert werden.
https://doi.org/10.1515/teme-2021-0052
Topography analysis in the NPMM-200. - In: SMSI 2021, (2021), S. 266-267
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/D6.1
Monte-Carlo analysis of challenges and limitations of dispersion-based optical thermometry. - In: SMSI 2021, (2021), S. 203-204
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/C4.4
Measurement and calculation of surface temperature on tyre samples. - In: SMSI 2021, (2021), S. 195-196
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/C3.4
A control concept of a compensation load cell in terms of calibration a cantilever. - In: SMSI 2021, (2021), S. 59-60
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/A3.4
Development of a traceable cantilever calibration device. - In: SMSI 2021, (2021), S. 57-58
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/A3.3
Adjustment concept for compensating stiffness and tilt sensitivity of a novel monolithic EMFC weighing cell. - In: SMSI 2021, (2021), S. 53-54
This paper describes the experimental investigation of a new adjustment concept for planar monolithic high precision electromagnetic force compensated weighing cells. The concept allows to adjust the stiffness and the tilt sensitivity of the compliant mechanisms to an optimum. A new prototype mechanism is set up and adjusted according to the developed mechanical model. For evaluation of the concept, the system was tested on a high precision tilt table and under high vacuum conditions.
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/A3.1
New opportunities for measurement and sensor technology through digitization. - In: SMSI 2021, (2021), S. 25-26
https://doi.org/10.5162/SMSI2021/PT1