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
Carrier mobility in semiconductors at very low temperatures. - In: Engineering proceedings, ISSN 2673-4591, Bd. 6 (2021), 1, 86, insges. 5 S.
Carrier mobilities and concentrations were measured for different p- and n-type silicon materials in the temperature range 0.3-300 K. Simulations show that experimentally determined carrier mobilities are best described in this temperature range by Klaassen's model. Freeze-out reduces the carrier concentration with decreasing temperature. Freeze-out, however, depends on the dopant type and initial concentration. Semi-classical calculations are useful only for temperatures above 100 K. Otherwise quantum mechanical calculations are required.
https://doi.org/10.3390/I3S2021Dresden-10086
Compensating aberration induced error in differential confocal microscopy. - In: Optical Measurement Systems for Industrial Inspection XII, (2021), S. 117820P-1-117820P-10
Confocal microscopy is a working horse of optical profilometry since decades. It is a pointwise measurement method, where the whole sample must be scanned in all three dimensions. The high lateral resolution thereby outstrips its lowered scanning speed compared to widefield based principles. Furthermore, for a single 3D surface, even single-digit nanometre depth-resolution has been shown. However, albeit such high axial resolution, the accuracy may suffer from sample or optics induced wavefront distortions that differ from point to point. The acquired signal then experiences a shift that leads to a wrong acquired depth. Here we model this error through a low NA scalar model. We further present a method to compensate this error significantly by enhancing the principle of differential confocal microscopy. Theoretical results show the possibility for ideal compensation of the error caused by such in-stationary aberrations in confocal depth measurements.
https://doi.org/10.1117/12.2592392