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Blick in eine Ionenstrahlbearbeitungsanlage:
Die Ionenquelle ist an einem 5-Achs-Bewegungssystem
montiert und führt den nach oben gerichteten über
die zu bearbeitende Oberfläche
Ionenstrahl-gestützte OberflächenbearbeitunG
Ionenstrahl-gestützte Oberflächenbearbeitung ist ein Verfahren zur ultrapräzisen Formgebung und Korrektur von Oberflächen, bei dem niedergenergetische Intertgas-Ionen (Ar+, Xe+) mit Energien zwischen 200 eV und 2000 eV auf die zu bearbeitende Oberfläche beschleunigt werden und über einen physikalischen Sputterprozess Material abtragen. Außerdem kann der Materialabtrag auch durch chemisch-reaktive Komponenten unterstützt werden. Entsprechend der zu korrigierenden Oberflächentopographie wird der Ionenstrahl verweilzeitgesteuert über die Oberfläche geführt.
Die Professur für UPB erforscht und entwickelt zusammen mit dem Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung in Leipzig (IOM) verschiedene Aspekte dieses Verfahrens, z.B. Wechselwirkungsmechanismen zwischen Ionenstrahl und Oberfläche, Algorithmen zur effizienten Prozessführung, neue Ionenstrahlquellen, sowie Simulationsalgorithmen für die Berechnung der lokalen Verweilzeiten.
Der Ionenstrahlprozess wird z.B. für die Korrektur der Oberflächentopiographie von Siliziumkugeln eingesetzt, die für die Bestimmung der Avogadro-Konstante verwendet werden. Dafür wurde am Leibniz-Institut eine Anlage speziell für die Bearbeitung von Kugeloberflächen aufgebaut. Siliziumkugeln mit Sphärizitätsfehlern von weniger als 10 nm peak-to-valley sollen zukünftig als Artefakte für die Realisierung der neuzudefinierenden SI-Einheiten kg und mol dienen.
Kooperationspartner: PTB
Projektförderung: EMRP
Ansprechpartner: Prof. Dr. Thomas Arnold, Tel: +49 341 235 3120
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Ionenstrahlanlage zur Bearbeitung von Kugeloberflächen