Nano forskningslaboratorium

Nanometrologi

DFM er førende inden for overfladekarakterisering på millimeter, mikrometer og nanometer skala med optiske og tactile metoder. Vi har mere end 20 års erfaring med anvendelsen af scanning probe mikroskopi (SPM) og 15 års erfaring med optiske metoder som optisk diffraktions mikroskopi (ODM), ellipsometri, scatterometri, konfokal mikroskopi og interferens mikroskopi. Vores mission som Danmarks Nationale Metrologiinstitut omfatter akkrediteret kalibrering af kundeemner, typisk overfladestrukturer på nanometer skala. Forskningen på DFM er en del af opgaven af, på et internationalt videnskabeligt niveau, at videregive nanometrologi til danske virksomheder. Hertil hører forskning for opnåelsen af stadig større målenøjagtighed for kritiske dimensioner.

Oversigt

Atomic Force Microscopy

Optiske metoder

Billeddannende skatterometri

Roll-to-roll skatterometri

Konfokal og interferens mikroskopi

Atomic Force Microscopy

Længdemålinger på nanometerniveau laves ved hjælp af et Atomic Force Mikroskop (AFM), hvor en laser-detekteret spids skanner en overflade. DFM har et avanceret AFM med afstandssensorer, der er konstrueret til ultra-nøjagtig udmåling af overflader. Inden for kvalitetskontrol anvendes AFM også, når dimensioner skal dokumenteres i form af et kalibreringscertifikat for diameteren af nanopartikler, dybden af en grøft eller perioden af et gitter. Udover det reagerer DFM dynamisk på aktuelle måletekniske udfordringer på nanometerskalaen, såsom nanomekanisk egenskab, overfladepotentiale, ruhed på nanoskala og karakterisering af biologiske materialer.

Optiske metoder

DFM udvikler metoder til optisk karakterisering af nanostrukturer og partikler. Her anvendes ellipsometri til materialekarakterisering (tykkelse, brydningsindeks, korrosionsanalyse), scatterometri til karakterisering af nanopartikler og nanostrukturer og brydningsindeksbestemmelse af nanopartikler ved hjælp af laserdiffraktion.

Billeddannende skatterometri

Denne metode, udviklet af DFM, kan vha. synligt lys karakterisere nanostrukturerede overflader på flere cm2 med en nøjagtighed på få nanometer.

100 gange hurtigere end AFM og elektromikrokopi

Metoden er op til 100 gange hurtigere end f.eks. AFM og elektronmikroskopi, uden at gå på kompromis med nøjagtigheden eller brugervenligheden. Derudover kan teknikken også anvendes på sprøjtestøbte emner med mikro/nano-strukturerede overflader. Man kan desuden måle på områder ned til under 5 µm x 5 µm, og man behøver først at vælge et analyseområde EFTER målingen er udført.

DFM har indgivet en patentansøgning på billeddannende skatterometri og arbejder i øjeblikket videre med at forbedre teknikken.

Roll-to-roll skatterometri

DFM har videreudviklet den billeddannende skatterometrimetode, så den kan integreres i en roll-to-roll produktion af periodiske nanostrukturerede overflader. Dette gøres ved hjælp af et hyperspektralt linescan kamera, som tager endimensionelle billeder med høj bølgelængdeopløsning, og en frame rate, som er hurtig nok til at følge med en roll-to-roll produktion. Disse data kan sættes sammen til et todimensionelt billede af det producerede emne, hvor dimensionale parametre af overfladens periodiske nanostruktur kan udtrækkes fra den spektrale information. Dermed kan man udføre real-time kvalitetskontrol direkte i produktionen.

Akkrediteret prøvning af overfladebeskaffenhed

DFM kan måle overfladebeskaffenhed på indvendige og udvendige overflader ved hjælp af en kalibreret ruhedsmåler. Behandlingen af profildata foretages med mulighed for en lang række analyser og evalueringsmetoder.

Ved måling af overfladebeskaffenhed er det muligt at beregne de forskellige standardiserede R-, W- og P-parametre i DS/ISO 4287. Ruhedsparametrene beregnes vha. et Gauss filter efter DS/ISO 11562. Endvidere kan bærekurveparametrene efter DS/ISO 13565-2 beregnes.

Oversigt

Atomic Force Microscopy

Optiske metoder

Billeddannende skatterometri

Roll-to-roll skatterometri

Konfokal og interferens mikroskopi

Vil du i dialog med DFM?