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PTB entwickelt bessere Standards für die mikroskopische Auflösung

Neue Normale für die Raman- und Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie

PTB

Der Raman-Chip der PTB ermöglicht die laterale Kalibrierung von Raman-Mikroskopen. Er besitzt eine nahezu topografiefreie Siliziumoberfläche mit Gold-Palladium-Muster.

15.04.2016: Um die Beschaffenheit von Oberflächen mit verschiedenen Messverfahren zu charakterisieren, werden vielfältige Messverfahren genutzt. Alle haben ein gemeinsames Problem: Um eine hohe Ortsauflösung in besonders hoher Güte zu erreichen, benötigt man eine ausgesprochen exakte Kalibrierung. Zu diesem Zweck haben Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) sogenannte Auflösungsnormale für spektroskopische und mikroskopische Messverfahren entwickelt. Diese und die damit verbundenen Herstellungsverfahren zielen in erster Linie auf die verbesserte mikroskopische Analyse der chemischen Beschaffenheit von Proben und deren Oberflächen. Interessierte Unternehmen können sich auf der Fachmesse Control von der hohen Qualität der Standards überzeugen und sich über Nutzungslizenzen informieren.

Zentrale Exponate im Technologietransfer-Angebot der PTB auf der Control sind zwei Auflösungsnormale:

Neuer Raman-Standard

Ein von der PTB entwickelter Chip ermöglicht die laterale Kalibrierung von Raman-Mikroskopen und ihrer optischen Auflösung in besonders hoher Güte. Durch seinen Einsatz können Bildabstände und die optische Auflösung bei verschiedensten Kombinationen von Anregungswellenlänge, Objektiv, Schrittweite und Bildgröße bestimmt werden. Der Chip besteht aus einer nahezu topografielosen Silizium-Oberfläche, auf die sehr dünne periodische Gold-Palladium-Muster aufgebracht werden. Durch den Einsatz des Chips wird die quantitative Auswertung der Ramandaten (2D Raman Mappings) in Bezug auf ihre lateralen Dimensionen metrologisch rückführbar. Raman-Mikroskope werden zur ortsaufgelösten Bestimmung der chemischen Zusammensetzung biologischer, chemischer und pharmazeutischer Proben eingesetzt, aber auch bei der Untersuchung von Halbleitern, Mineralien und Polymeren.

Herstellungsprozess für topografiefreie Auflösungsnormale

Die PTB hat ebenfalls ein neues Herstellungsverfahren entwickelt, mit dem sich topografiefreie Prüfkörper herstellen lassen, bestehend aus 2D-Strukturen mehrerer Materialien, die auf einen Silizium-Wafer aufgebracht werden. Die auf diese Weise gefertigte Oberfläche besitzt keine Stufen an den Materialübergängen. Diese strukturierten, ebenen Prüfkörper wurden für die Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie entwickelt, eignen sich aber auch für die Auger-Elektronenspektroskopie, die Härtemessung und die Rasterkraftmikroskopie. Generell können sie für die Kalibrierung von vielen Messverfahren eingesetzt werden, in diesem speziellen Fall zur Messung der elementspezifischen Zusammensetzung von Oberflächen.

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