3D-Mikrokalibrierstrukturen und Referenzflächen zur quantitativen Analyse der Topographie von mikrostrukturierten Membranen

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Ziel des Projekts ist die quantitative Bestimmung der Topographie mikrostrukturierter Oberflächen von Membranen zur Gasfilterung. Deren funktionelle Schicht ist eine keramische Struktur mit Nano-Kanälen, die nur bestimmte Gase passieren lassen. Das derzeit für die Produktionskontrolle einzig verfügbare standardisierte Verfahren zur Bestimmung der technischen Oberflächenparameter ist das Nadeltastverfahren. Dieses Verfahren ist jedoch ungeeignet, Strukturtäler zu erfassen, die kleiner sind als der Nadeldurchmesser. Geeignete 3D-Verfahren sind die Mikrophotogrammetrie mittels Rasterelektronenmikroskop (REM) und die konfokale Laserrastermikroskopie (CLSM). Die Daten aus beiden Messverfahren sollen korreliert und für die Bestimmung der Topographie und der Rauheit eingesetzt werden. Die Fusion der Messdaten ist aber nur mit exakt kalibrierten Systemen möglich. Ziel dieser Zusammenarbeit ist es, hierfür mittels fokussierter Ionenstrahl (FIB) Technik flexibel gestaltbare und optimal skalierte Mikrostrukturen herzustellen, die für beide Messsysteme eingesetzt werden können. Durch die hochgenaue Vermessung (metrologisches AFM) können sie als Normale eingesetzt werden. Sowohl für die Anwendbarkeit zur Kalibierung als auch für die Kalibrieurng selbst soll die Anordnung und Topographie der Strukturen optimiert werden. Die FIB-Technik soll außerdem verwendet werden, um gemessene und simulierte Membranoberflächen in Originalgröße zu reproduzieren und diese mit den realen Oberflächen zu vergleichen.