Verbundprojekt: Ultraschnelles nanomechanisches In-situ-Prüfsystem; Teilprojekt: Entwicklung und Evaluierung eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS)- basierten nanomechanischen Kraftsensors

Das Gesamtziel ist die Entwicklung eines ultraschnellen nanomechanischen In-situ-Testsystems zur korrelativen bildbasierten Messung extremer Dehnungsraten unter Verwendung eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS)-basierten kapazitiven Nanokraftsensors in Kombination mit einem segmentierten Halbleiterdetektor für die Anwendung mit einem DifferentialPhasenkontrast (DPC)-Rasterelektronenmikroskop (REM) im Transmissionsmodus. In diesem Teilprojekt wird ein neuer Kraftsensor und dessen Hochgeschwindigkeits-Ausleseelektronik auf Basis von Differenzkapazitäten für zwei Kraftbereiche entwickelt: 10 mN und 1 mN. Das Gerät wird vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) mit Unterstützung von Alemnis entwickelt. Auch das Gehäuse und die Elektronik für den Kraftsensor werden entwickelt, um den nanomechanischen Kraftsensor benutzerfreundlich zu gestalten. Konkret wird ein einzigartiger austauschbarer Diamantspitzenadapter zusammen mit einem Kupfergehäuse für den Sensor entworfen, um eine einfache und sichere Handhabung zu ermöglichen. Während der Designphase werden Prototypen des Ultra-Low-Range-Kraftsensors (ULRFS) vom MPIE evaluiert. Schließlich wird eine Validierungsstudie an gut charakterisierten Referenzmaterialien durchgeführt, um eine Basislinie zu schaffen und die Fähigkeiten des neuartigen mechanischen Prüf- und Bildgebungsinstruments durch das MPIE zu validieren.