Im Teilvorhaben werden Werkzeuge und Verfahren zur modellbasierten Auslegung und messtechnischen Charakterisierung von aktiven Cantilevern mit Multifunktionsspitze entwickelt, die eine hochsensitive und reproduzierbare elektromechanische und optische Auslese mit den Cantilevern ermöglichen. Dies erfolgt für die verschiedenen Messmoden im SPM. Weiterhin charakterisiert die TUI die neue Cantilevertechnologie umfassend. Im Einzelnen ergeben sich daraus mehrere Teilziele. Zum Beispiel die Entwicklung von Analyse- und Entwurfsmodellen für die quantitative Auslegung und Optimierung der neuen aktiven Cantilever mit Multifunktionsspitzen für die hochsensitive und reproduzierbare Auslese; Ausarbeitung des Zusammenhangs zwischen den Entwurfsgrößen, den Fertigungstoleranzen und den Kenngrößen/Charakteristiken der neuen aktiven Cantilever durch Simulation; die Ausarbeitung eines modellbasierten Entwurfsverfahrens und Auslegungen neuer Cantilever sowie eine Umfassende experimentelle Charakterisierung und Test der neuen Cantilever und quantitative Verifikation der Modelle als Entwurfswerkzeuge für die neuen Cantilever. Gegenüber dem Stand der Wissenschaft und Technik ergeben sich aus dem Lösungsansatz der aktiven Cantilever mit Multifunktionsspitzen in serientauglicher Herstellung Neuheiten für deren modellbasierte Auslegung und Charakterisierung. Die ganzheitliche Modellbildung von aktiven Cantilevern mit Multifunktionsspitzen, welche das mechanische, elektrothermomechanische sowie piezoresistive Verhalten abbildet. Das Aufdecken des Zusammenhangs zwischen den Entwurfsgrößen, den Fertigungstoleranzen und den Zielgrößen der neuen aktiven Cantilever mit den zuvor entwickelten parametrierten Modellen durch Simulationen. Die modellbasierte Auslegung der neuen Cantilever hinsichtlich eines parametrierten Entwurfsmodells mit einem Arbeitsablauf zur schrittweisen Auslegung.
