Verbundprojekt: Ultraschnelles nanomechanisches In-situ-Prüfsystem; Teilprojekt: Segmentierter Halbleiterdetektor für In-situ-Prüfung mittels Differentiellem Phasenkontrast (DPC)

Das Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines ultraschnellen nanomechanischen In-situ-Prüfsystems für die Messung extremer Dehnungsraten im Rasterelektronenmikroskop (REM) durch die Kombination eines neuartigen kapazitiven Nanokraftsensors mit einem speziellem Elektronendetektor. Im Teilprojekt wird ein Halbleiterdetektor mit vier symmetrischen Segmenten und hohen Ausleseraten entwickelt, der ideal für die Bildaufnahme von nanomechanischen Prüfverfahren im Hochgeschwindigkeitsmodus geeignet ist (STEM-Detektor). Eine Besonderheit des Detektors besteht darin, dass seine Position frei im Raum justierbar ist. Damit ermöglicht er im REM-Transmissionsmodus Aufnahmen mittels Differentiellem Phasenkontrast (DPC) im Dunkelfeld. Mit dieser Technik werden belastungsabhängige Verschiebungen im Beugungsmuster des Elektronenstrahls gemessen und ermöglichen somit Rückschlüsse auf das Deformationsverhalten einer Vielzahl von Materialien. Die DPC-Daten sind automatisch zeitsynchronisiert und erlauben daher als Neuheit eine korrelative Auswertung mit der Kraft-WegKurve bzw. der Spannungs-Dehnungs-Kurve im Hochgeschwindigkeitsmodus und damit ein tieferes Verständnis des Einflusses von Materialdefekten auf die mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen unter anwendungsrelevanten Bedingungen.