TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias ED - Bräuer, G. T1 - Replica-Techniques for Indirect Inspection of Surface and Coating Defects and for Evaluation of Topography and Topometry of 3D-Shaped Surfaces T2 - 8th International Conference on Plasma Surface Engineering (PSE) CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 2002-09-09 PY - 2002 SN - 0257-8972 VL - 174-175 IS - TuPSC24 SP - 264 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-1622 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, R. A1 - Weigl, B. A1 - Sommer, K. A1 - Beck, Uwe A1 - Gamer, Nadja A1 - Weise, Matthias A1 - Reiners, Georg T1 - Werkstoffoberflächen - Haftung und Reinigung KW - Steriltechnik KW - Haftung KW - Reinigung PY - 2003 SN - 1617-8378 VL - 1 SP - 15 EP - 16 PB - GIT Verl. CY - Darmstadt AN - OPUS4-2648 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Reiners, Georg A1 - Weise, Matthias A1 - Hartung, J. A1 - Reinhold, E. A1 - Strümpfel, J. T1 - Ion-assisted vs. Plasma-assisted PVD: Preparation of Optical Multi-layers in a Versatile Cluster System Implementing Electron Beam and Sputter Technology KW - Thin Film Technology KW - Ion-assisted PVD KW - Plasma-assisted PVD KW - Optical Multi-layers KW - Cluster Deposition System PY - 2004 SN - 0737-5921 SP - 86 EP - 90 PB - Society of Vacuum Coaters AN - OPUS4-3536 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, R. A1 - Weigl, B. A1 - Sommer, K. A1 - Beck, Uwe A1 - Gamer, Nadja A1 - Weise, Matthias A1 - Reiners, Georg T1 - Werkstoffoberflächen - Haftung und Reinigung KW - Haftung KW - Reinigung KW - Steriltechnik PY - 2003 SN - 0946-7726 SN - 1619-8662 VL - 48 IS - 1-2 SP - 52 EP - 53 PB - GIT-Verlag CY - Darmstadt AN - OPUS4-2385 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Reiners, Georg A1 - Weise, Matthias A1 - Hartung, J. A1 - Reinhold, E. A1 - Strümpfel, J. T1 - Ion Assisted vs. Plasma Assisted PVD: Preparation of Optical Multilayers in a Versatile Cluster System Implementing Electron Beam and Sputter Technology N2 - Functionality of optical systems requires optical coatings of high quality which have to be adapted to the application in terms of the performance of optical parameters such as reflectivity (AR, low, defined, high), the substrate material of interest (polymers, ceramics, and glass), the environmental conditions (such as temperature or humidity), and the service conditions (such spectral range and power density). Moreover, in many cases, additional non-optical requirements have to be met, including mechanical features such as scratch resistance, hardness and modulus. Consequently, thickness and overall uniformity requirements are steadily increasing. In general, these demands can usually not be achieved by a single film or coating. Instead, films with specific design features (such as gradients), layer stacks and multilayers are a prerequisite for high quality layers and their reliability. For the development of such layer systems, a versatile cluster deposition system consisting of three clusters and a cluster-to-cluster handler has been designed. Besides a PECVD cluster for DLC coatings, two PVD clusters implement ion assisted electron beam evaporation and plasmabased sputter technology. In addition to metallic films, preparation of oxide and nitride optical coatings (SiO2, TiO2, Ta2O5, ITO, Al2O3, TiN, AlN) in various process modifications (nonreactive, partially reactive, full-reactive; rf-, dc-, mf- mode; PEM control) has been carried out. Within this paper, the effect of several process parameters on layer quality (optical constants, density, and uniformity) is discussed for selected applications examples (AR- and HR coatings, applications at elevated temperatures and applications of enhanced mechanical performance). It has been shown that specific features of ion and plasma assisted PVD processes, including ion-beam and plasma preand post-treatment of substrates and layer systems, may widen the application range and improve functionality features of given coating/substrate systems. T2 - 47th Annual Technical Conference Proceedings CY - Dallas, TX, United States of America DA - 2004-04-24 KW - Ion assisted PVD KW - Optical multilayers KW - Plasma assisted PVD KW - Cluster deposition system PY - 2004 UR - http://www.knovel.com/knovel2/Toc.jsp?BookID=1082 SN - 0737-5921 SN - 1539-2236 SP - 86 EP - 90 CY - Albuquerque, NM AN - OPUS4-4148 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Reiners, Georg A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Gamer, Nadja A1 - Wegwerth, Tillmann T1 - Charakterisierung idealer, realer und modifizierter Oberflächen der Steriltechnik T2 - 3-Länder-Korrosionstagung - Nichtrostender Stahl - Reinigen, beizen, passivieren, Korrosionsschutz optimieren CY - Basel, Schweiz DA - 2009-04-20 KW - Oberflächentopographie KW - Replikaverfahren KW - Oberflächenenergie KW - Modifizierung KW - Bearbeitung KW - Beschichtung und Strukturierung KW - Wechselwirkung mit Partikeln PY - 2009 SN - 978-3-935406-38-3 SP - 12 EP - 24 PB - DECHEMA CY - Frankfurt/M. AN - OPUS4-25599 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beck, Uwe A1 - Hönig, D. A1 - Schneider, S. A1 - Domnick, R. A1 - Belzner, M. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Stephanowitz, Ralph A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias T1 - Fabry-Perot-based layer stacks for ellipsometric encoding - Embedded public, hidden, and forensic information for product authentication N2 - Public, hidden, and forensic features either encoded or directly legible are used for authentication. Fabry-Perot layer stacks as information carriers in combination with imaging ellipsometry as optical read-out system provide all-in-one anti-counterfeiting capability that may establish the new security level 'encoded forensic'. Different layer designs are described with regard to all three security levels: public features (e.g. color and tilt effect) perceptible by the human eye, hidden features (e.g. spectroscopic response in the UV or IR), and forensic features (ellipsometric quantities Ψ and Δ as a function of wavelength λ and angle of incidence AOI). Physically uncloneable functions (PUF) could be realized as a result of a multi-material and a multi-parameter deposition approach as well as by means of specific design features of the Fabry-Perot layer stack. Hence, they are not subject to any reverse engineering strategies. Examples of stratified, micro-structured, and laser-modified Fabry-Perot layer systems are considered that may be used at all perception levels (e.g. human eye, bar code reader, and imaging ellipsometry) for authentication against product counterfeiting and related areas. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Zur Authentifizierung werden offene, versteckte und forensische Merkmale entweder codiert oder direkt auslesbar verwendet. Mit Fabry-Perot Schichtsystemen als Informationsträger in Kombination mit der abbildenden Ellipsometrie als optischem Auslesesystem steht ein 'all-in-one' Fälschungsschutz-System zur Verfügung, das ein neues Sicherheitsniveau 'kodiert-forensisch' darstellt. Es werden unterschiedliche Schichtdesigns beschrieben, mit denen alle drei Sicherheitsniveaus realisiert werden können: offene Merkmale (z.B. Farbe und Kippeffekt), die mit dem menschlichen Auge wahrnehmbar sind, versteckte Merkmale (z.B. die spektrale Antwort im Sichtbaren oder im IR) sowie forensische Merkmale (ellipsometrische Größen Ψ und Δ als Funktion der Wellenlänge λ und des Einfallswinkels AOI). Physikalisch nicht klonbare Funktionen (PUF) können im Ergebnis einer Multi-Material- und Multi-Parameter Beschichtungsstrategie sowie durch spezifische Design-Merkmale des Fabry-Perot Schichtsystems realisiert werden. Folglich sind solche Schichtsysteme dem 'reverse engineering' nicht zugänglich. Es werden Beispiele für lateral ausgedehnte, mikrostrukturierte und Laser modifizierte Schichtsysteme auf verschiedenen Ausleseniveaus (menschliches Auge, Barcode-Lesegerät, abbildendes Ellipsometer) vorgestellt, die zur Authentifizierung von Produkten und verwandte Gebiete geeignet sind. KW - Fabry-Perot Schichten KW - Ellipsometrie KW - Produkt- und Markenschutz PY - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/vipr.201200494 SN - 0947-076X SN - 1522-2454 VL - 24 IS - 4 SP - 6 EP - 11 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-26180 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Daschewski, Maxim A1 - Dohse, Elmar A1 - Köppe, Enrico A1 - Weise, Matthias A1 - Hillger, W. A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Schwingverhalten des Ferroelektret-Senders für Luftultraschall T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 2013-05-06 KW - Luftultraschall KW - Wandler KW - Ferroelektret KW - Zelluläres Polypropylen KW - Elektrostriktion PY - 2013 SN - 978-3-940283-49-8 IS - Mo.3.B.4 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-28651 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bonse, Jörn A1 - Hertwig, Andreas A1 - Koter, Robert A1 - Weise, Matthias A1 - Beck, Uwe A1 - Reinstädt, Philipp A1 - Griepentrog, Michael A1 - Krüger, Jörg A1 - Picquart, M. A1 - Haro-Poniatowski, E. T1 - Femtosecond laser pulse irradiation effects on thin hydrogenated amorphous carbon layers N2 - The irradiation of ~0.9-µm-thick hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) layers deposited on silicon substrates with single femtosecond (fs) laser pulses (35 fs pulse duration, 790 nm centre wavelength) in air is studied experimentally. Irradiation spots have been generated with different peak fluences and subsequently investigated by optical topometry, micro Raman spectroscopy and microscale mechanical indentation in order to evaluate their microscopic, topographical, structural and mechanical properties (e.g. elastic modulus). By this multi-method approach, a clear separation of different effects (delamination and graphitisation) becomes possible. The joint application of mechanical and spectroscopic techniques provides unique insights into the effects of the fs-laser radiation on the carbon layer. PY - 2013 U6 - https://doi.org/10.1007/s00339-012-7170-5 SN - 0947-8396 VL - 112 IS - 1 SP - 9 EP - 14 PB - Springer CY - Berlin AN - OPUS4-28629 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lucassen, F. A1 - Franz, G. A1 - Wirth, R. A1 - Weise, Matthias A1 - Hertwig, Andreas T1 - The morphology of the reaction front of the dissolution-precipitation reaction rutile + wollastonite = titanite in time series experiments at 600 °C/400 MPa N2 - Fluid-assisted mass transport reactions by dissolution-precipitation, where a precursor mineral reacts with a fluid, play an important role in metamorphism and metasomatism. We investigated titanite growth on rutile in time series experiments between one and 107 days at constant P-T conditions of 600 °C and 400 MPa in the system TiO2-CaO-SiO2-Na2O-HCl-H2O. A two-capsule assemblage allows for transport of Ca and Si from dissolving wollastonite to dissolving rutile, the Ti-source, in a NaCl-bearing aqueous fluid, according to the general reaction CaSiO3 + TiO2 = CaTiSiO5. Complete overgrowth of rutile by titanite occurred after just one day of experiment. Fine-grained lozenge-shaped titanite crystals of short-time runs (up to 14 days) reorganize to larger predominantly prismatic crystals after >14 days. After investigation by scanning electron microscopy, the titanite overgrowth was removed from the rutile by hydrofluoric acid, to provide a three-dimensional view of the dissolution-reaction front on the rutile surface. The morphology of the rutile surface is dominated by humps or ridges beneath the central region of a titanite crystal and valleys at the grain boundaries between adjacent titanite crystals. The dissolution pattern on the rutile surface mimics the titanite overgrowth and changes with changing grain size and shape of the titanite with longer run times. The preferred dissolution of rutile in the valleys is clearly linked to the position of the titanite grain boundaries, which served as pathways for fluid-assisted element transport. Rutile-titanite and titanite-titanite boundaries show a significant porosity in transmission electron microscopy images of foils prepared by focused ion beam milling. The large-scale dissolution pattern on the rutile surface is independent of the crystallographic orientation of the rutile and entirely dominated by the arrangement of titanite crystals in the overgrowth. Dissolution features on a scale smaller than ~1 µm are dominated by stepwise dissolution and etch-pits following the crystallographic orientation of the rutile. Similar observations were made in experiments with an additional Al-source, although these experiments result in a different overgrowth pattern; i.e., an exposed rutile surface is always present and solitary titanite crystals are accompanied by partial overgrowths. Quantitative characterization of the surface morphology by white-light interference microscopy demonstrates that, with increasing grain size of titanite, dissolution of rutile is strongly enhanced at the titanite grain boundaries. Natural examples of titanite overgrowths on rutile show the same relations between element pathways, arrangement of titanite crystals and 3D dissolution pattern on rutile as in the experimental systems. We conclude that the transport of Ti away from the rutile and of Ca + Si into the reaction rim occurred in a grain boundary fluid, the composition of which must have been strongly different from the composition of the bulk fluid in the experiment, as well as in the natural system. The reaction progress depends on the availability of a fluid, and relicts of rutile in titanite indicate restricted availability of fluid in the natural system (e.g., a fluid pulse that was consumed by the reactions). The reaction examined here can serve as a proxy for other reactions of the conversion of oxide minerals (e.g., spinel or corundum) into silicates. KW - Experimental mineralogy KW - Rutile KW - Titanite KW - Dissolution-precipitation KW - Reaction morphology KW - Geochemistry & Geophysics PY - 2012 U6 - https://doi.org/10.2138/am.2012.3742 SN - 0003-004X SN - 1945-3027 VL - 97 IS - 5-6 SP - 828 EP - 839 PB - Mineralogical Society of America CY - Washington, DC AN - OPUS4-27680 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Daschewski, Maxim A1 - Harrer, Andrea A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias T1 - A resonance-free nano-film airborne ultrasound emitter N2 - In this contribution we present a novel thermo-acoustic approach for the generation of broad band airborne ultrasound and investigate the applicability of resonance-free thermo-acoustic emitters for very short high pressure airborne ultrasound pulses. We report on measurements of thermo-acoustic emitter consisting of a 30 nm thin metallic film on a usual soda-lime glass substrate, generating sound pressure values of more than 140 dB at 60 mm distance from the transducer and compare the results with conventional piezoelectric airborne ultrasound transducers. Our experimental investigations show that such thermo-acoustic devices can be used as broad band emitters using pulse excitation. T2 - 39th Annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation CY - Denver, Colorado, USA DA - 2012-07-15 KW - Thermo-acoustic KW - Broad band airborne ultrasound KW - High pressure airborne ultrasound KW - Resonance free ultrasound transducer KW - Broad band ultrasonic emitter KW - Measurement sound particle velocity PY - 2013 SN - 978-0-7354-1129-6 U6 - https://doi.org/10.1063/1.4789225 SN - 0094-243X SN - 1551-7616 N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings VL - 1511 SP - 1541 EP - 1546 AN - OPUS4-27790 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Binder, Christian A1 - Kasch, Thomas A1 - Brock, Thomas A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias A1 - Sahre, Mario T1 - Promoted combustion testing of pure and ceramic-coated metals in high pressure oxygen by the federal institute of materials research and testing (BAM) N2 - The new promoted ignition combustion test apparatus at BAM matches the requirements of ASTM test method G 124 [ASTM G 124, Standard Test Method for Determining the Combustion Behavior of Metallic Materials in Oxygen-Enriched Atmospheres, 2003] and of EIGA publication, IGC Doc 13/02/E [EIGA Gas Association Document IGC Doc 13/02/E, Oxygen Pipeline Systems, 2003]. The test apparatus is most likely the only one in Europe. The test chamber allows investigations with pure oxygen or oxygen mixtures at pressures up to 500 bar and at temperatures up to 400°C at static or flowing gas conditions. The ignition device consists of an electrical ignition wire and a promoter. IR-sensors, distributed over the whole length of the rod, measure and record the burning temperature and allow measurement of the burn rate. A video system records the experiment for visual characterization of the burning behavior. BAM test results are compared with published data. Results on investigations with coated rods are presented. Ceramic coatings seem to be a solution for the use of certain less compatible metallic materials at higher oxygen pressures. KW - Promoted combustion KW - High pressure oxygen KW - Metallic materials KW - Flammability KW - Safety engineering KW - Coatings PY - 2006 U6 - https://doi.org/10.1520/JAI13533 SN - 1546-962X VL - 3 IS - 4 SP - JAI13533, 1 EP - 6 PB - American Society for Testing and Materials CY - West Conshohocken, Pa. AN - OPUS4-12676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Binder, Christian A1 - Kasch, Thomas A1 - Lehné, Siegfried A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias A1 - Sahre, Mario T1 - Combustion tests under high pressure oxygen: Promoted ignition combustion test versus metallic disk ignition test N2 - Two different test apparatuses are used at BAM to evaluate the safety of oxygen components: First, the “promoted ignition combustion test” according to ASTM G 124 [1] and to EIGA IGC Doc 13/02/E [2], and second, the new “metallic disk ignition test” that has not been standardized yet. The standard test method ASTM G 124 allows a ranking of metallic materials for use at high pressure oxygen. However, the transfer of those test results to valves and fittings in real-life situations is rather complex. The “metallic disk ignition test,” developed at BAM, is more practice oriented and uses metallic disks of different thicknesses of the investigated material. A commonly used nonmetallic sealing ring is placed in front of this disk and serves as an igniter. This test array is then exposed to high pressure gaseous oxygen impacts in a standardized pneumatic impact tester according to DIN EN 1797 [3]. KW - Adiabatic compression KW - Pneumatic impact KW - Flammability KW - High pressure oxygen KW - Metallic materials KW - Promoted ignition KW - Coatings PY - 2006 U6 - https://doi.org/10.1520/JAI13532 SN - 1546-962X VL - 3 IS - 5 SP - JAI13532, 1 EP - 5 PB - American Society for Testing and Materials CY - West Conshohocken, Pa. AN - OPUS4-12677 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hertwig, Andreas A1 - Krüger, Jörg A1 - Weise, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Hydrogen-Containing Amorphous Carbon Layers as Optical Materials in the Near-IR Spectral Range N2 - Hydrogenated amorphous carbon layers were deposited on various substrates by means of a plasma CVD process with a RF substrate bias as well as an ECR plasma source. The optical properties of the a-C:H layers were obtained via spectroscopic ellipsometry and correlated with their mechanical and chemical properties. The layers from pure RF plasma exhibit a higher absorption constant in the visible spectral range and a higher refractive index. All layers are nearly transparent in the NIR spectral range making them candidates for optical thin layer systems. The laser damage behaviour of the a-C:H layers was investigated with ultrashort pulses. The damage thresholds were consistent with the absorption constants of the layers. Interesting damage morphologies were observed indicating a sensitivity of this experiment to sub-structures in the layer. KW - Kohlenstoffschichten KW - Optische Konstanten KW - Ellipsometrie KW - Laser-Material-Bearbeitung KW - Amorphous KW - Diamond-like carbon KW - Hydrocarbons KW - Laser ablation KW - Optical proper PY - 2007 SN - 1612-8850 SN - 1612-8869 VL - 4 IS - S1 SP - S76 EP - S82 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-14862 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schartel, Bernhard A1 - Beck, Uwe A1 - Bahr, Horst A1 - Hertwig, Andreas A1 - Knoll, Uta A1 - Weise, Matthias T1 - Sub-micrometre coatings as an infrared mirror: a new route to flame retardancy N2 - Most of the polymeric materials used are easy to ignite and show extensive flame spread along their surfaces. Apart from extensive heat release rates, their short time to ignition (tig), in particular, is a key fire hazard. Preventing ignition eliminates fire hazards completely. Protection layers that shift tig by more than an order of magnitude are powerful flame retardancy approaches presenting an alternative to the usual flame retardancy concepts. Coatings are proposed that consist of a three-layer system to ensure adhesion to the substrate, acting as an infrared (IR) mirror and protecting against oxidation. The IR-mirror layer stack is realised by physical vapour deposition in the sub-micrometre (<1 µm) range, reducing heat absorption by up to an order of magnitude. Not only is the ease of ignition diminished (tig is increased by several minutes), the flame spread and fire growth indices are also remarkably reduced to as little as 1/10 of the values of the uncoated polymers open for further optimization. Sub-micrometre thin IR-mirror coatings yielding surface absorptivity <0.1 are proposed as a novel and innovative flame retardancy approach. KW - Coating KW - Fire protection KW - Physical vapour deposition (PVD) KW - IR mirror KW - Ignition PY - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/fam.1122 SN - 0308-0501 SN - 1099-1018 VL - 36 IS - 8 SP - 671 EP - 677 PB - Heyden CY - London AN - OPUS4-27210 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hönig, D. A1 - Schneider, S. A1 - Domnick, R. A1 - Belzner, M. A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Stephanowitz, Ralph A1 - Weise, Matthias T1 - Optical layer systems for product authentication: interference, scattering, light diffusion and ellipsometric encoding as public, hidden and forensic security features N2 - Embedding of information on surfaces is state of the art for identification testing in which public, hidden and forensic features are used. In many instances, the legal authentication of a product, a material or a document is required. Among the surface-based encoded labels, bar codes and data matrices are most frequently applied. They are publicly visible. The material itself is irrelevant, only a sufficient optical contrast is required. However, a strong material dependence of the label can be achieved by means of Fabry-Perot layer stacks. Stack designs are described with regard to all three security levels: public features (e.g. color and tilt effect) perceptible by the human eye, hidden features (e.g. optical response in a given spectral range) detectable by commonly available instruments and forensic features (ellipsometric quantities Ψ and Δ as a function of wavelength λ and angle of incidence AOI) only detectable by sophisticated instruments. Regarding material-correlated authentication, ellipsometric quantities Ψ and Δ are used as encoded forensic features for the first time. Hence, Fabry-Perot layer stacks as information carriers in combination with imaging ellipsometry as optical read-out system provide all-in-one anti-counterfeiting capabilities. T2 - PSE 2012 - 13th International conference on plasma surface engineering CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 10.09.2012 KW - Fabry-Perot layers KW - Ellipsometry KW - Anti-counterfeiting PY - 2012 UR - http://www.pse-conferences.net/tl_files/pse2012/abstractupload/PSE2012-PO1001-ext.pdf SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-27304 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias A1 - Mix, Renate A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - Progress in quantitative adhesion testing of films and coatings by means of centrifuge technology - present state of the art N2 - Standardised conventional adhesion tests are time-consuming single-sample tests. Moreover, except for the pull-off test, all these tests provide only qualitative or semi-quantitative (ranking, respectively measurement of an adhesion-correlated quantity) information on adhesion. Sometimes, adhesion is evaluated even under compressive stress conditions (e.g. cross-cut and scratch test), which itself is a contradiction to adhesive strength as defined in terms of tensile force per area. For optical coatings it has been shown that the pull-off test in a centrifuge is definitely a promising alternative with respect to the reliable, fast and quantitative determination of adhesive strength in N/mm2. The force-controlled centrifuge test is the only multiple-sample test which provides reliable quantitative information on the adhesive strength in agreement with DIN EN 15870 and DIN EN ISO 4624 on a statistical basis for up to eight samples simultaneously tested under identical testing conditions. T2 - PSE 2012 - 13th International conference on plasma surface engineering CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 10.09.2012 KW - Adhesion KW - Centrifuge test KW - Plasma modification KW - Tensile strength PY - 2012 UR - http://www.pse-conferences.net/tl_files/pse2012/abstractupload/PSE2012-OR2601-ext.pdf SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-27305 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Bobe, U. A1 - Beck, Uwe A1 - Wegwerth, Tillmann A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Strauß, Birgid A1 - Reetz, Susanne A1 - Schondelmaier, D. A1 - Kutz, O. A1 - Winzer, B. A1 - Schaule, G. T1 - Nanotechnologische Entwicklung von "easier-to-clean"- Oberflächenstrukturen für eine zukünftig gesteigerte Lebensmittel- und Produktsicherheit - Abschlussbericht AiF-Vorhaben Nr.: 210 ZN III N2 - Reinigung wird in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie aufgrund des stetig steigenden Kosten- und Zeitdrucks sowie der hohen Verbrauchererwartungen hinsichtlich Produktsicherheit und -haltbarkeit ein immer zentraleres Thema. Eine verbesserte Reinigbarkeit bedeutet für die produzierende Industrie eine Steigerung der Effizienz der Produktionsanlage. Besonders in der heutigen medienintensiven Zeit kommt ein "Lebensmittelskandal" durch ein unsicheres Produkt einem finanziellen Desaster und immensem Imageverlust gleich. Aus diesem Grund ist die Reinigbarkeit der produktberührenden Oberflächen stets ein wichtiges Kriterium für die Werkstoffauswahl. Basierend auf den Theorien zu Schmutzhaftung und -entfernung wurde im Rahmen dieser Arbeit überprüft, ob und wie die theoretisch relevanten Parameter auch in den Experimenten den Reinigungserfolg beeinflussen. Der Schwerpunkt wurde auf die Einflussgrößen des Werkstoffes gelegt, um herauszufinden, wie stark eine Oberfläche selbst zu ihrer Reinigbarkeit beitragen kann (self-cleaning). In den durchgeführten Versuchen hat sich gezeigt, dass die Oberflächenrauheit lediglich bei der Reinigung von kohäsiven Schmutzfilmen eine entscheidende Rolle gespielt hat. Hingegen ist ihr Einfluss auf das Reinigungsergebnis von sich auflösenden Schmutzfilmen und Partikeln nur begrenzt bis gar nicht zur Geltung gekommen. Das Oberflächenmaterial hatte keinen starken, aber dennoch signifikanten Einfluss auf die Reinigbarkeit der untersuchten Oberflächen. Dass die Reinigbarkeit einer Oberfläche keine Materialkonstante sein kann, wurde unter Verwendung spezieller Oberflächen mit definiert geätzten Rauheitsstrukturen nachgewiesen. Der Reinigungserfolg hängt immer auch von der Verunreinigungsart ab, was sich auch in vergleichbaren Versuchen der Einzelpartikelablösung mittels AFM in dem Einfluss der Elastizität bzw. Plastizität der Partikeln geäußert hat. Praxistaugliche Empfehlungen gehören mit zu den wichtigsten Zielen dieser Arbeit gewesen. Mit Fokus auf die Oberflächenparameter und auf Basis der durchgeführten Untersuchungen wurde zur Optimierung der Reinigung produktberührender Oberflächen für bekannte Kontaminationen eine Checkliste als Orientierungshilfe erarbeitet. Ist die Verunreinigungsart dennoch unbekannt, so sollte der "Grenzwert" von Ra = 1 µm unterschritten werden, um bei Vorhandensein filmartiger Verschmutzungen keine negativen Auswirkungen auf die Reinigbarkeit zu haben. Die Notwendigkeit nach hochpolierten Oberflächen (Ra < 0,3 µm) aus Reinigbarkeitsgründen kann aufgrund der Untersuchungen nicht nachvollzogen werden. Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht. PY - 2007 SP - I EP - 148 PB - TU München CY - Weihenstephan AN - OPUS4-25430 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Döring, Joachim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias A1 - Bovtun, Viktor Petrovic A1 - Brekow, Gerhard A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Parameter reproducibility of polypropylene ferroelectret transducers for air-coupled ultrasonic testing N2 - The extremely low acoustic impedance of polypropylene ferroelectret combined with its piezoelectric properties makes this material suitable for construction of aircoupled ultrasonic transducers for non-destructive testing. For the fabrication of transducers with a stable quality, the reproducibility of their key parameters is of interest. The reproducibility was evaluated by means of (i) impedance spectroscopy and (ii) pulse-echo measurements. (i) Impedance spectroscopy was applied to identify the resonance frequency, the coupling factor and the acoustic impedance of several nominally identical transducers. (ii) Pulse-echo measurements yielded the signal form of these transducers. The variation of the signal amplitude measured with pulseecho technique was about 10 dB. A part of this variation Comes from the deposition of transducer electrodes and another part from local variations of ferroelectret properties. The variation of the signal amplitude was caused by the observed variation of the coupling factor, which was also about 10 dB. The variation of the acoustic impedance was only about 1 dB, thus having no effect on the variation of the signal amplitude. These results indicate that the variability can be reduced by improving the control of electrode deposition and by optimizing the production technology affecting the reproducibility of material properties. T2 - 2011 IEEE International ultrasonics symposium (IUS) CY - Orlando, FL, USA DA - 18.10.2011 KW - Air-coupled ultrasonic transducers KW - Polypropylene ferroelectret KW - Reproducibility PY - 2011 IS - Abstract-ID 258 SP - 1 EP - 3 AN - OPUS4-26405 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Daschewski, Maxim A1 - Harrer, Andrea A1 - Prager, Jens A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias T1 - Metallic nanofilm as resonance-free airborne ultrasound emitter N2 - A novel approach for the generation of broadband airborne ultrasound by using the thermo-acoustic effect is presented in this contribution. We investigate the applicability of resonance-free thermo-acoustic emitters for generation of very short high pressure airborne ultrasound pulses. A thermoacoustic emitter consisting of a 30 nm thin metallic film on a usual soda-lime glass substrate generates sound pressure values of more than 140 dB at 60 mm distance. The results are compared with conventional piezoelectric airborne ultrasound transducers. Our investigations show the applicability of the thermo-acoustic devices for broadband and high pressure ultrasound emitters using pulse excitation. T2 - 2012 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS) CY - Dresden, Germany DA - 2012-10-07 KW - Thermo-acoustic KW - Broadband airborne ultrasound KW - Resonance-free ultrasound transducer KW - High pressure airborne ultrasound KW - Sound particle velocity measurement PY - 2012 SN - 978-1-4673-4562-0 U6 - https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2012.0241 SN - 1948-5719 SP - 965 EP - 967 AN - OPUS4-29152 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Szewieczek, A. A1 - Hillger, W. A1 - Ilse, D. T1 - Array-Prüfköpfe für luftgekoppelte Ultraschallprüfung N2 - Seit Jahren stellt die luftgekoppelte Ultraschallprüfung eine etablierte Alternative zur konventionellen Prüfung von Leichtbaukomponenten aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Automotive dar. Im Gegenteil zur flüssigkeitsgekoppelten Prüfung in Kontakt oder im Tauchbecken ist sie weniger invasiv und bietet daher zeitliche und finanzielle Anreize. Normalerweise wird die luftgekoppelte Prüfung mit Einzelelementschwingern in Durchschallung realisiert, wohingegen die Gruppenstrahlertechnik bereits Industriestandard im Bereich der Kontakttechnik darstellt. Die damit verbundenen Vorteile wie die aktive Fokussierung oder, die gezielte Manipulation des Einschallwinkels zur Anregung von geführten Wellen, finden im Bereich der luftgekoppelten Prüfung dabei noch wenig Anwendung. Im Rahmen dieses Beitrags stellen wir die ersten Zwischenergebnisse des geförderten Projektes „PALUP – Phased- Array-Technik für Luftultraschall-Prüfungen“ vor. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Mehrelementschwingern auf Basis von zellulären Kunststoffen, die Entwicklung einer dedizierten Pulserstufe im Kilovoltbereich, sowie die nötige rauscharme messtechnische Auswertung jedes Einzelelements. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Phased array KW - Air-coupled ultrasound PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-549954 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-54995 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Szewieczek, A. A1 - Hillger, W. A1 - Ilse, D. T1 - Array-Prüfköpfe für luftgekoppelte Ultraschallprüfung N2 - Seit Jahren stellt die luftgekoppelte Ultraschallprüfung eine etablierte Alternative zur konventionellen Prüfung von Leichtbaukomponenten aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Automotive dar. Im Gegenteil zur flüssigkeitsgekoppelten Prüfung in Kontakt oder im Tauchbecken ist sie weniger invasiv und bietet daher zeitliche und finanzielle Anreize. Normalerweise wird die luftgekoppelte Prüfung mit Einzelelementschwingern in Durchschallung realisiert, wohingegen die Gruppenstrahlertechnik bereits Industriestandard im Bereich der Kontakttechnik darstellt. Die damit verbundenen Vorteile wie die aktive Fokussierung oder, die gezielte Manipulation des Einschallwinkels zur Anregung von geführten Wellen, finden im Bereich der luftgekoppelten Prüfung dabei noch wenig Anwendung. Im Rahmen dieses Beitrags stellen wir die ersten Zwischenergebnisse des geförderten Projektes „PALUP – Phased- Array-Technik für Luftultraschall-Prüfungen“ vor. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Mehrelementschwingern auf Basis von zellulären Kunststoffen, die Entwicklung einer dedizierten Pulserstufe im Kilovoltbereich, sowie die nötige rauscharme messtechnische Auswertung jedes Einzelelements. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Phased array KW - Air-coupled ultrasound PY - 2022 AN - OPUS4-54996 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ermilova, Elena A1 - Weise, Matthias A1 - Hertwig, Andreas T1 - Hybrid optical measurement technique for detection of defects in epitaxially grown 4H-SiC layers N2 - Recent developments in power electronics require the use of new wide bandgap compound semiconductor. We demonstrate the use of the ellipsometry and white light interference microscopy to detect defects in epitaxially grown SiC layers on SiC substrates. Such hybrid optical metrology methods can be used to better understand the mechanism of the development of the defects as well as their effects on the material´s optoelectronic properties. T2 - EOS Annual Meeting (EOSAM 2022) CY - Porto, Portugal DA - 12.09.2022 KW - Imaging ellipsometry KW - White light interference microscopy KW - Wide bandgap compound semiconductor KW - Epitaxially grown 4H-SiC layers PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-561113 VL - 266 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56111 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fritzsche, Sven A1 - Topolniak, Ievgenia A1 - Weise, Matthias A1 - Sturm, Heinz T1 - Shape deviations of DLW microstructures in dependency of fabrication parameters N2 - Deep understanding of the effects associated with fabrication parameters and their influence on the resulting structures shape is essential for the further development of direct laser writing (DLW). In particular, it is critical for development of reference materials, where structure parameters are precisely fabricated and should be reproduced with use of DLW technology. In this study we investigated the effect of various fabrication and preparation parameters on the structural precision of interest for reference materials. A well-studied photo-curable system, SZ2080 negative photo-resist with 1 wt.% Michler's ketone (Bis) photo-initiator, was investigated in this work. The correlation between applied laser power, laser velocity, fabrication direction on the deviations in the structure shape were observed by means of white light interferometry microscopy. Moreover, influence of slicing and hatching distances as well as prebake time were studied as function of sample shape. Deviations in the structure form between the theoretically expected and the one detected after DLW fabrication were observed in the range up to 15%. The observed shape discrepancies show the essential importance of fine-tuning the fabrication parameter for reference structure production. KW - Direct laser writing KW - Fabrication parameters KW - Structural precision KW - SZ2080 negative photo-resist KW - White light interferometry microscopy PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-535906 VL - 31 IS - 12 SP - 1 EP - 8 PB - IOP Science AN - OPUS4-53590 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Baier, Jennifa A1 - Fischer, Daniel A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Stockmann, Jörg Manfred A1 - Weise, Matthias T1 - Mapping und Imaging modifizierter Oberflächen: Generische Kenngrößen, Fehlstellen, Reinigungszustand und Haftfestigkeit N2 - Der Vortrag widmet sich dem Mapping und Imaging modifizierter Oberflächen: generische Kenngrößen, Fehlstellen, Reinigungszustand und Haftfestigkeit. Es werden Untersuchungsmethoden zu ihrer Prüfung dargestellt. T2 - 37. ak-adp 2021 CY - Jena, Germany DA - 16.06.2021 KW - Qualitätssicherung KW - Mapping modifizierter Oberflächen KW - Imaging modifizierter Oberflächen KW - Generische Kenngrößen KW - Haftfestigkeit KW - Klebfestigkeit PY - 2021 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-52893 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Daschewski, Maxim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Schadow, Florian A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Weise, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Novel air-coupled ultrasonic transducer combining the thermoacoustic with the piezoelectric effect N2 - In recent years, there has been an increasing industrial demand for one-sided inspection of various structures by means of air-coupled ultrasonic technique. Lightweight structures based on carbon-fibre-reinforced polymers may have very complex shapes, making air-coupled transmission difficult or even impossible. The inspection of concrete structures is another example where one-sided inspection is required. To address these challenges a new type of transducer for air-coupled pulse-echo inspection was developed, which unites two principles: thermoacoustic emission and piezoelectric reception. The thermoacoustic emitter is a titanium electrode with a thickness of several tens of nanometer. This electrode was deposited onto charged cellular polypropylene, which serves as a piezoelectric receiver. The thermoacoustic transmission is based on a transformation of the thermal energy of an electrically heated electrode into the acoustic energy of an ultrasonic wave. Thermoacoustic emitters provide resonance-free behaviour and thus extremely broadband pulses. Charged cellular polypropylene is piezoelectric due to the polarization of its cells and it is well matched to air, with a Young modulus in the order of magnitude of MPa. In this contribution we present some pulse-echo measurements with the first prototypes of the combined thermoacoustic-piezoelectric transducer. T2 - World Conference of Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.6.2016 KW - Thermoacoustic KW - Piezoelectric KW - Ultrasonic transducer KW - Ferroelectret PY - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-367151 VL - 158 SP - Mo.1.F.4, 1 EP - 6 AN - OPUS4-36715 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dietrich, Paul A1 - Nietzold, Carolin A1 - Weise, Matthias A1 - Unger, Wolfgang A1 - Alnabulsi, Saad A1 - Moulder, John T1 - XPS depth profiling of an ultrathin bioorganic film with an argon gas cluster ion beam N2 - The growing interest in artificial bioorganic Interfaces as a platform for applications in emerging Areas as personalized medicine, clinical diagnostics, biosensing, biofilms, prevention of biofouling, and other fields of bioengineering is the origin of a need for in Detail multitechnique characterizations of such layers and interfaces. The in-depth analysis of biointerfaces is of special interest as the properties of functional bioorganic coatings can be dramatically affected by in-depth variations of composition. In worst cases, the functionality of a device produced using such coatings can be substantially reduced or even fully lost. KW - XPS KW - Ar gas cluster gun KW - Depth profiling KW - Bioorganic film PY - 2016 UR - http://scitation.aip.org/content/avs/journal/bip/11/2/10.1116/1.4948341 U6 - https://doi.org/10.1116/1.4948341 SN - 1934-8630 VL - 11 IS - 2 SP - 029603-1 EP - 029603-5 PB - American Vacuum Society CY - New York AN - OPUS4-36218 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beck, Uwe A1 - Baier, Jennifa A1 - Hidde, Gundula A1 - Hielscher, Stefan A1 - Kittler-Packmor, Kai A1 - Lange, Thorid A1 - Mix, Renate A1 - Weise, Matthias T1 - Multiple-sample approach: reliable ranking and validated statistics of bonding and adhesive strength N2 - Bonding strength of adhesive-bonded joints and adhesive strength of coatings have been exclusively determined in single-sample tests using a tensile testing machine. Necessarily, the single-sample approach was also applied to the corresponding bonding procedure. As a consequence, reliability and reproducibility of results were restricted. By applying the newly introduced centrifuge technology, the multiple-sample approach was realized for simultaneous tensile testing of up to eight samples under identical conditions without any disturbing shear-force effects. In order to introduce the multiple-sample approach into the bonding procedure, a hydraulic bonding set-up was developed which enables identical bonding pressure also for slightly different heights of sample assemblies. Both sample approaches were compared for various application examples: ranking of different classes of adhesives, validated statistics of adhesive-bonded joints using one particular adhesive and effects of cleaning and plasma-treatment on the adhesive strength of coatings. The investigated systems included glass, metals and polymer substrates, different adhesives, metallic and dielectric coatings on polymers. KW - Bonding strength KW - Adhesive strength KW - Multi-sample approach KW - Centrifuge technology PY - 2014 SN - 978-3-944261-28-7 SN - 978-3-944261-36-2 SN - 978-3-944261-52-2 VL - 5 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-31310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias A1 - Kittler-Packmor, Kai A1 - Rietz, U. A1 - Lerche, D. A1 - Pfuch, A. T1 - Mehr-Proben-Konzept zum Kleben und Prüfen: Validierung von Klebverbunden im OKTETT T2 - 10. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik mit 4. Optik-Kolloquium CY - Leipzig, Germany DA - 2014-09-02 KW - Zentrifugentechnologie KW - Klebfestigkeit KW - Haftfestigkeit KW - Mehr-Proben-Prüfen/Kleben PY - 2014 SP - BA04, 1 EP - 2 AN - OPUS4-31313 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Baier, Jennifa A1 - Hidde, Gundula A1 - Hielscher, Stefan A1 - Kittler-Packmor, Kai A1 - Lange, Thorid A1 - Mix, Renate A1 - Weise, Matthias T1 - Multiple-sample approach: reliable ranking and validated statistics of bonding and adhesive strength N2 - Bonding strength of adhesive-bonded joints and adhesive strength of coatings have been exclusively determined in single-sample tests using a tensile testing machine. Necessarily, the single-sample approach was also applied to the corresponding bonding procedure. As a consequence, reliability and reproducibility of results were restricted. By applying the newly introduced centrifuge technology, the multiple-sample approach was realized for simultaneous tensile testing of up to eight samples under identical conditions without any disturbing shear-force effects. In order to introduce the multiple-sample approach into the bonding procedure, a hydraulic bonding set-up was developed which enables identical bonding pressure also for slightly different heights of sample assemblies. Both sample approaches were compared for various application examples: ranking of different classes of adhesives, validated statistics of adhesive-bonded joints using one particular adhesive and effects of cleaning and plasma-treatment on the adhesive strength of coatings. The investigated systems included glass, metals and polymer substrates, different adhesives, metallic and dielectric coatings on polymers. T2 - EURADH 2014 - 10th European Adhesion Conference CY - Alicante, Spain DA - 22.04.2014 KW - Bonding strength KW - Adhesive strength KW - Multi-sample approach KW - Centrifuge technology PY - 2014 SN - 978-84-616-9067-1 SN - 84-616-9067-2 SP - Paper 49, 211 EP - 214 AN - OPUS4-31309 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Koter, Robert A1 - Weise, Matthias A1 - Hertwig, Andreas A1 - Beck, Uwe A1 - Krüger, Jörg T1 - Influence of film thickness and optical constants on femtosecond laser-induced ablation of hydrogenated amorphous carbon films N2 - Hydrogenated amorphous carbon layers were deposited on BK7 glass in a plasma-assisted chemical vapor deposition process. Low and high refracting films with thicknesses d ranging from 11 nm to 5.8 µm were produced having refractive indices n between 1.68 and 2.41 and linear absorption coefficients of α~100 cm-1 and α~20000 cm-1 at 800 nm wavelength as a result of different plasma modes. Laser ablation thresholds Fth in dependence on d were determined using 30-fs laser pulses. Low absorbing layers show a constant Fth while Fth increases with rising d up to the optical penetration depth of light α-1 for high absorbing films. KW - Physical radiation damage (61.80.-x) KW - Laser-beam impact phenomena (79.20.Ds) KW - Radiation treatment (81.40.Wx) KW - Carbon (81.05.Uw) KW - Optical constants (78.20.Ci) PY - 2010 SN - 1454-4164 VL - 12 IS - 3 SP - 663 EP - 667 PB - INOE & INFM CY - Bucharest AN - OPUS4-21084 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hönig, D. A1 - Schneider, S. A1 - Domnick, R. A1 - Belzner, M. A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Stephanowitz, Ralph A1 - Weise, Matthias ED - Uhlmann, E. T1 - Ellipsometrische Codierung & Fabry-Perot Schichtsysteme mit offenen, versteckten und forensischen Merkmalen zur Produkt-Authentifizierung T2 - 3. Internationaler Kongress - Sichere Identität CY - Berlin, Deutschland DA - 2011-04-05 KW - Ellipsometric encoding KW - Fabry-Perot layer stacks KW - Product authentification PY - 2011 SP - 1 EP - 4(?) CY - Berlin AN - OPUS4-23306 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beck, Uwe A1 - Reiners, Georg A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Gamer, Nadja A1 - Wegwerth, Tillmann T1 - Charakterisierung realer, modifizierter und beschichteter Oberflächen für den sterilen Behälter- und Anlagenbau KW - Steriltechnik KW - Oberflächentechnik KW - Oberflächenmesstechnik KW - Plasmabeschichtung KW - Partikel-Haftung PY - 2009 VL - 18 IS - 4 SP - 10 EP - 15 CY - Magdeburg AN - OPUS4-20307 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rybachuk, Maksym A1 - Hertwig, Andreas A1 - Weise, Matthias A1 - Sahre, Mario A1 - Männ, Marion A1 - Beck, Uwe A1 - Bell, J. M. T1 - Near infrared optical materials from polymeric amorphous carbon synthesized by collisional plasma process N2 - The synthesis of polymerlike amorphous carbon (a-C:H) thin-films by microwave excited collisional hydrocarbon plasma process is reported. Stable and highly aromatic a-C:H were obtained containing significant inclusions of poly(p-phenylene vinylene) (PPV). PPV confers universal optoelectronic properties to the synthesized material. That is a-C:H with tailor-made refractive index are capable of becoming absorption-free in visible (red)-near infrared wavelength range. Production of large aromatic hydrocarbon including phenyl clusters and/or particles is attributed to enhanced coagulation of elemental plasma species under collisional plasma conditions. Detailed structural and morphological changes that occur in a-C:H during the plasma synthesis are also described. KW - Kohlenstoffschichten KW - Plasmachemie KW - PA-CVD KW - Amorphous state KW - Carbon KW - Coagulation KW - Hydrogen KW - Optical materials KW - Plasma collision processes KW - Plasma deposition KW - Refractive index KW - Thin films PY - 2010 U6 - https://doi.org/10.1063/1.3431292 SN - 0003-6951 SN - 1077-3118 VL - 96 IS - 21 SP - 211909-1 - 211909-3 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY AN - OPUS4-21365 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Sahre, Mario A1 - Stockmann, Jörg M. A1 - Weise, Matthias T1 - Visualisierung von Oberflächenverunreinigungen und Schichtartefakten N2 - Die Oberflächentechnik ist eine Schlüsseltechnologie in nahezu zu allen industriellen Branchen. Mit Ausnahme der mechanischen Stabilität, die das Substrat bereitstellt, werden verschiedenartigste Funktionen materialsparend, zum Teil hochintegriert mit maßgeschneiderten Schichtdesigns unter Ausnutzung von Nano- und Quanteneffekten auf Oberflächen appliziert. Ein Großteil der Fertigungskosten in der Mikro- und Nanotechnik wird durch Reinräume und die Umsetzung ausgeklügelter Reinigungsstrategien zur Vermeidung von Restverschmutzungen und partikulären Belegungen verursacht, da diese unweigerlich zum Bauteilversagen führen. Die Validierung des Reinigungszustandes ist somit von zentraler Bedeutung für die Schichtqualität und Produktfunktionalität. Dies gilt in Abhängigkeit von der Applikation und den vertikalen Schicht- bzw. lateralen Strukturdimensionen sowohl für Fertigungsprozesse im Reinraum als auch für solche in robuster Umgebung. In der Praxis kommt es häufig vor, dass man mikroskopisch scheinbar saubere Substrate erst durch die Beschichtung „enttarnt" und dann Defekte oft mit bloßem Auge sichtbar werden. Noch problematischer ist der Einbau von Verunreinigungen während der Schichtabscheidung, die zunächst nicht sichtbar sind, dann aber zum Bauteilversagen führen. T2 - 11. ThGOT - Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda-Triebes, Germany DA - 15.09.2015 KW - Imaging Ellipsometrie KW - Mikroskopie KW - Schleimpflug-Optik PY - 2015 SN - 978-3-00-046056-2 SP - 15.9.2015, Block B, 1 EP - 5 AN - OPUS4-34280 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Mitzkus, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Köppe, Enrico A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Basedau, Frank A1 - Hofmann, Detlef A1 - Schukar, Vivien T1 - Faser-basierter magneto-optischer Schicht-Sensor zum Monitoring von Bauteilen N2 - In Glasfasern eingeschriebene Bragg-Gitter (FBG: fibre-based Bragg gratings) sind über die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in der Lage, Stauchungen und Dehnungen von Glasfasern hochgenau zu erfassen. In Kompositwerkstoffe eingebettete faseroptische Sensoren können Bauteile bezüglich ihrer mechanischen Integrität überwachen und früh-zeitig Informationen über Materialveränderungen gewinnen. Um die Zuverlässigkeit eines solchen Sensors zu gewährleisten, ist es wichtig, die korrekte Funktion des Sensors im Verbund mit der Werkstoff-Matrix on-line und in-situ sicherzu-stellen. Im Rahmen des DFG-Projekts FAMOS² (FAser-basierter Magneto-Optischer SchichtSensor) wurde ein selbstdiagnosefähiger Schichtsensor entwickelt, der mit Hilfe von magnetostriktiven Aktorschichten aus Nickel bzw. Eisen-Nickel validiert werden kann. Der FAMOS²-Schichtsensor wird durch ein PVD (physical vapour deposition)/ECD (electro-chemical deposition) Hybridschichtsystem realisiert, das auf dem Fasermantel im Bereich des FBG haftfest, homogen und langzeitfunktional abzuscheiden ist. Dabei wird in einem ersten Schritt ein etwa 100 Nanometer dünnes PVD-Schichtsystem aus Chrom und Kupfer als Haftvermittler auf der Glasfaser bzw. als leitfähige Startschicht für den nachfolgenden ECD-Prozess abgeschieden. Um eine rotationssymmetrische Schich-tabscheidung zu gewährleisten, erfolgt während der PVD-Beschichtung eine Rotation der Glasfasern. In einem zweiten Schritt wird dann unter Verwendung eines klassischen Watts-Elektrolyten in einer speziell entwickelten ebenfalls rotationssymmetrisch aufgebau-ten ECD-Durchströmungszelle dann die etwa 30 Mikrometer dicke, magnetostriktive Ak-torschicht auf dem PVD-Schichtsystem abgeschieden, im Vergleich sowohl reine Nickel-Schichten als auch Nickel-Eisen-Schichten. Ein äußeres Magnetfeld dehnt die magnetostriktive Aktorschicht und damit auch die Faser reversibel. Diese Dehnung führt zu einer Verschiebung der Bragg-Wellenlänge, welche direkt mit der Stärke eines zu messenden oder zu Validierungszwecken vorgegebenen Magnetfeldes korreliert. Die Anpassung der Beschichtungsverfahren an die Fasergeome-trie und die mechanischen Eigenschaften der Hybridschichten werden hinsichtlich der me-chanischen Integrität des faseroptischen Sensors diskutiert und der Nachweis der Selbst-diagnosefähigkeit erbracht. T2 - 13. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 11. Thüringer Biomaterial-Kolloquium CY - Zeulenroda, Germany DA - 13.03.2018 KW - Magneto-optischer Sensor KW - Faser-Bragg Gitter KW - Magnetostriktive Beschichtung KW - Selbstkalibrierung KW - Bauteilmonitoring PY - 2018 SN - 978-3-00-058187-8 SP - 1 EP - 5 CY - Jena AN - OPUS4-44599 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Matthias A1 - Hertwig, Andreas A1 - Beck, Uwe T1 - Characterization of Surface Topometry and Determination of Layer Thickness by Scanning White Light Interference Microscopy N2 - 3D coherence scanning interferometry (CSI) is an optical, non-contact and rapide measurement technique using a defined bandwidth of white light at normal incidence. Based on this operational principle, white light interference microscopy (WLIM) provides three-dimensional surface topometry data up to a resolution of 0.4 μm lateral and 0.1 nm vertical. Three operating modi, i.e. surface, films and advanced films, enable measurements of step heights, roughness, wear volume, cone angle, surface pattern and layer thickness of transparent coatings. The determination of layer thickness by WLIM requires the knowledge of optical constants, i.e.the refractive index n and the extinction coefficient k. For technical surfaces, data base values - if available at all - have to be determined or validated by spectroscopic ellipsometry (SE). From this oblique incidence technique both optical constants and layer thickness can be derived based on a model for at least semi-transparent coatings. For different layer thicknesses, a comparison is made between WLIM and SE. Measurement uncertainty is discussed for both topometric features and layer thickness for different use cases. Traceability to SI system is ensured by certified standards (PTB/NIST) within a DAkkS DIN EN ISO/IEC 17025:2018 accredited lab. T2 - 17th International Conference on Plasma Surface Engineering (PSE) CY - Erfurt, Germany DA - 07.09.2020 KW - Rroughness and step heights KW - Lateral surface pattern KW - Layer thickness of transparent coatings KW - Scanning white light interferometry KW - Spectroscopic ellipsometry PY - 2020 AN - OPUS4-51301 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schiebel, J. A1 - Noack, J. A1 - Rödiger, S. A1 - Kammel, A. A1 - Menzel, Friederike A1 - Schwibbert, Karin A1 - Weise, Matthias A1 - Weiss, R. A1 - Böhm, A. A1 - Nitschke, J. A1 - Elimport, A. A1 - Roggenbuck, D. A1 - Schierack, P. T1 - Analysis of three-dimensional biofilms on different material surfaces N2 - Biofilms cause complications and high costs in both industry and medicine. Of particular interest are bacterial infections of prosthetic materials, which usually cannot be eliminated due to the high antibiotic resistance known for bacteria forming biofilms. The search for new materials and coatings with lower colonization potential and antibacterial activity is of great importance to reduce biofilm formation. However, there is no standardized procedure to examine the colonization characteristics of bacteria in the Biofilm state in situ. Here, we describe an automated epifluorescence microscopy system for the semi-quantitative analysis of three-dimensional (3D) biofilms on various surfaces. To analyze adherent bacteria, three materials (glass, steel and titanium) were incubated with bacteria in a flow chamber system. After fluorescence staining of the bacteria, automated image capturing, quantification of the bacteria, measurement of the colonized area and determination of the 3D biofilm height were carried out by using novel software. Furthermore, the materials were examined for their surface topography using white light scanning interferometry. Titanium compared to glass showed a significantly higher number of adherent bacteria. We argue that this was due to the higher microroughness of titanium. The colonized area was in accordance with the number of adherent bacteria and was also significantly larger on titanium coupons compared to glass. Maximum 3D biofilm height on glass coupons was significantly lower compared to the ones on steel and titanium. This novel method enables the standardized, automated investigation of the colonization with bacteria on different materials. This approach can considerably support the characterization of new material surfaces and their innovative coatings by analyzing the amount of attached Bacteria and thickness of biofilms in situ and eliminates the need of conventional cultivation. KW - Biofilm KW - Bacterial adhesion KW - Biofilm quantification KW - Automated analysis PY - 2020 U6 - https://doi.org/10.1039/D0BM00455C SP - 1 EP - 11 PB - Royal Society of Chemistry AN - OPUS4-50815 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Matthias A1 - Hertwig, Andreas A1 - Beck, Uwe T1 - Scanning White Light Interference Microscopy - Measurement of Topometry and Layer Thickness N2 - 3D coherence scanning interferometry (CSI) is anoptical, non-contact and rapide measurement technique using a defined bandwidth of white light at normal incidence. White light interference microscopy (WLIM) providest here-dimensional surface topometry data up to a resolution of 0.4 µm lateral and 0.1 nm vertical. Three operating modi, surface, films and advanced films, enable measurements of step heights, roughness, wear volume, cone angle, surface pattern and layer thickness. Traceability to SI system is ensured by certified standards (PTB/NIST) within a DAkkS DIN EN ISO/IEC 17025:2018 accredited lab. T2 - EFDS, V2019, Vakuum und Plasma, WS 4, Beschichtungen für Werkzeuge & Bauteile CY - Dresden, Germany DA - 08.10.2019 KW - DIN EN ISO/IEC 17025:2018 KW - Certified standards KW - White light interference microscopy(WLIM) KW - 3D coherence scanning interferometry (CSI) KW - Topometry PY - 2019 AN - OPUS4-49323 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zerstörend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal: nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 SN - 978-3-00-058187-8 VL - 2019 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-47670 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Ilse, D. A1 - Hillger, W. A1 - Szewieczek, A. T1 - Thermoakustische und Ferroelektret-Wandler als Phased-Array-Sender für luftgekoppelte Ultraschallprüfung N2 - Die üblichen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung mit Ultraschall basieren auf der Verwendung von flüssigen Koppelmitteln. Luftgekoppelte Prüfung setzt sich gegen die konventionellen Verfahren durch, wenn die Flüssigkeit nicht erwünscht oder den Prüfling gar beschädigen kann. Zwei Technologien für Erzeugung von Ultraschallsignalen sind vielversprechend: thermoakustische Wandler und Ferroelektret-Wandler. Basierend auf diesen beiden Technologien wurden Array-Sender gebaut und in diesem Beitrag miteinander verglichen. Thermoakustische Wandler basieren auf Dünnschichttechnologie und bieten eine resonanzfreie Erzeugung von Ultraschall. Sie bestehen aus einer dünnen elektrisch leitenden Schicht und werden mit kurzen elektrischen Pulsen angeregt. Die Erhöhung der thermischen Energie führt zur Erzeugung von akustischen Wellen in der umgebenden Luft. Bei Ferroelektret-Wandlern handelt es sich um polarisierte zelluläre Kunststoffe, die für den Bau eines Array-Senders besonders gut geeignet sind. Einige Ferroelektrete weisen eine hervorragende an Luft angepasste akustische Impedanz auf, so dass auf den Einsatz von Anpassschichten verzichtet werden kann. Ein sehr niedriges mechanisches Übersprechen zwischen einzelnen Elementen ermöglicht eine unabhängige Anregung einzelner Elemente, was bei Piezokompositen deutlich schwieriger wäre. Mit der Phased-Array-Technik können elektronische Fokussierung oder Schwenkung des Einschallwinkels für eine luftgekoppelte Prüfung genutzt werden. Die Schallfelder von diesen beiden Technologien wurden berechnet, gemessen und miteinander verglichen. Die Vorteile und Nachteile der beiden Technologien werden dargestellt. T2 - DAGA 2023 Jahrestagung für Akustik CY - Hamburg, Germany DA - 06.03.2023 KW - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung KW - Thermoakustik KW - Ferroelektret KW - Phased Array PY - 2023 UR - https://pub.dega-akustik.de/DAGA_2023 SN - 978-3-939296-21-8 SP - 1594 EP - 1597 AN - OPUS4-57554 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Ilse, D. A1 - Hillger, W. A1 - Szewieczek, A. T1 - Phased-Array-Prüfköpfe für luftgekoppelte Ultraschallprüfung auf Basis von zellulären Kunststoffen N2 - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung setzt sich immer häufiger gegen die konventionelle Ultraschallprüfung von Leichtbaukomponenten durch, und zwar in vielen Industriezweigen von der Holzindustrie bis zur Luftfahrt. Während die Phased-Array-Technik mittlerweile zu dem industriellen Standard im Bereich der Prüfung mit Ankopplung gehört, wird luftgekoppelte Ultraschallprüfung meist mit zwei Wandlern in Durchschallung durchgeführt. Deswegen werden Vorteile der Phased-Array-Technik wie beispielsweise elektronische Fokussierung oder Schwenkung des Einschallwinkels für luftgekoppelte Prüfung selten genutzt. In diesem Beitrag werden die laufenden Arbeiten an der Entwicklung eines neuen Phased-Array-Geräts vorgestellt, mit dem Schwerpunkt an der Charakterisierung der Prüfköpfe und ihrer Schallfelder. Das Gerät besteht aus einem linearen Phased-Array-Prüfkopf, einer Sende- und einer Empfangseinheit. Die Hauptinnovation unserer Arbeit ist die Anwendung von zellulären Kunststoffen für den Bau eines Arrays, wobei der Sender mit Hochspannung von ca. 1500 V angeregt wird. Geladene zelluläre Polymere werden auch Ferroelektrete oder Piezoelektrete genannt. Sie weisen ein sehr niedriges Elastizitätsmodul und dadurch eine niedrige akustische Impedanz auf, so dass auf den Einbau von Anpassschichten verzichtet werden kann. Eine sehr niedrige mechanische Kreuzkopplung bei Ferroelektreten ermöglicht eine unabhängige Anregung einzelner Elemente, was bei Piezokompositen deutlich schwieriger wäre. Die Entwicklung der Array-Prüfköpfe wurde durch Berechnungen des Schallfeldes unterstützt, die auf Punktquellensynthese basieren. Die beabsichtigte Anwendung von Phased-Array-Prüfköpfen und des Prüfsystems sind die Durchschallung mit Fokussierung, elektronischer Scan und die Schwenkung des Einschallwinkels zur Anregung von geführten Wellen, angewandt an carbonfaserverstärkten Kunststoffen und ähnlichen Materialien. Die Anwendung von geführten Wellen bietet die Perspektive, Bauteile mit einseitiger Zugänglichkeit zu prüfen. T2 - DACH-Jahrestagung 2023 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 15.05.2023 KW - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung KW - Ferroelektret KW - Ultraschallwandler KW - Phased Array PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-575564 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-57556 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gohlke, Dirk A1 - Weise, Matthias A1 - Bente, K. A1 - Gaal, Mate T1 - Thermoakustische Gruppenstrahler: Theorie und Anwendungen N2 - Bei der Prüfung von Werkstücken mit empfindlichen Oberflächen oder auch hydrophilen Werkstoffen sind traditionelle ultraschallbasierte zerstörungsfreie Prüfmethoden wie die Kontakttechnik oder die Tauchtechnik in vielen Anwendungsfällen aufgrund der Flüssigkeitsankopplung nicht anwendbar. Die luft-gekoppelte Ultraschallprüfung umgeht diese Problematik und eröffnet neue Prüfszenarien. Derzeit werden zwei Varianten der Schallerzeugung als vielversprechend angesehen: ferroelektrische Folien und thermoakustische Dünnschichtwandler. Thermoakustische Wandler ermöglichen die resonanzfreie Erzeugung von Ultraschall und somit kurze zeitliche Impulse sowie eine sehr breitbandige Anregung. Durch die Verwendung von gekrümmten Substraten ist sowohl eine Herstellung von planaren als auch fokussierten Wandlern möglich. Dieser Beitrag präsentiert die letzten Forschungsergebnisse im Bezug auf thermoakustischen Wandlern, welche derzeit in einen thermoakustischen Gruppenstrahler münden. Gruppenstrahler erlauben die simultane Änderung des Einschallwinkels, sowie die Verschiebung des Fokuspunktes während der Verwendung. Durch die Verbindung beider Schlüsseltechnologien, der thermoakustischen Anregung und des Gruppenstrahlerprinzips, wird das Spektrum der klassischen ZfP-Anwendungen, sowie moderner Ansätze wie der Anregung von geführten Wellen oder der Strukturüberwachung erheblich erweitert und bereichert. Dabei soll innerhalb dieses Beitrages auf die Modellierung des Schallfeldes, die elementweise Charakterisierung und verschiedene Anwendungsszenarien eingegangen werden. T2 - DACH-Jahrestagung 2023 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 15.05.2023 KW - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung KW - Thermoakustik KW - Ultraschallwandler KW - Phased Array PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-575599 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-57559 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ermilova, Elena A1 - Weise, Matthias A1 - Hertwig, Andreas T1 - Application of imaging ellipsometry and white light interference microscopy for detection of defects in epitaxially grown 4H-SiC layers N2 - Critical defects, also known as device killers, in wide bandgap semiconductors significantly affect the performance of power electronic devices. We used the methods imaging ellipsometry (IE) and white light interference microscopy (WLIM) in a hybrid optical metrology study for fast and non-destructive detection, classification, and characterisation of defects in 4H–SiC homoepitaxial layers on 4H–SiC substrates. Ellipsometry measurement results are confirmed by WLIM. They can be successfully applied for wafer characterisation already during production of SiC epilayers and for subsequent industrial quality control. T2 - EOS Annual Meeting (EOSAM 2022) CY - Porto DA - 12.09.2022 KW - Imaging ellipsometry KW - White light interference microscopy KW - 4H–SiC KW - Defects PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-574209 SN - 1990-2573 VL - 19 IS - 1 SP - 1 EP - 8 PB - EDP Sciences AN - OPUS4-57420 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Minenkov, Alexey A1 - Hollweger, Sophia A1 - Duchoslav, Jiri A1 - Erdene-Ochir, Otgonbayar A1 - Weise, Matthias A1 - Ermilova, Elena A1 - Hertwig, Andreas A1 - Schiek, Manuela T1 - Monitoring the Electrochemical Failure of Indium Tin Oxide Electrodes via Operando Ellipsometry Complemented by Electron Microscopy and Spectroscopy N2 - Transparent conductive oxides such as indium tin oxide (ITO) are standards for thin film electrodes, providing a synergy of high optical transparency and electrical conductivity. In an electrolytic environment, the determination of an inert electrochemical potential window is crucial to maintain a stable material performance during device operation. We introduce operando ellipsometry, combining cyclic voltammetry (CV) with spectroscopic ellipsometry, as a versatile tool to monitor the evolution of both complete optical (i.e., complex refractive index) and electrical properties under wet electrochemical operational conditions. In particular, we trace the degradation of ITO electrodes caused by electrochemical reduction in a pH-neutral, water-based electrolyte environment during electrochemical cycling. With the onset of hydrogen evolution at negative bias voltages, indium and tin are irreversibly reduced to the metallic state, causing an advancing darkening, i.e., a gradual loss of transparency, with every CV cycle, while the conductivity is mostly conserved over multiple CV cycles. Post-operando analysis reveals the reductive (loss of oxygen) formation of metallic nanodroplets on the surface. The reductive disruption of the ITO electrode happens at the solid–liquid interface and proceeds gradually from the surface to the bottom of the layer, which is evidenced by cross-sectional transmission electron microscopy imaging and complemented by energy-dispersive X-ray spectroscopy mapping. As long as a continuous part of the ITO layer remains at the bottom, the conductivity is largely retained, allowing repeated CV cycling. We consider operando ellipsometry a sensitive and nondestructive tool to monitor early stage material and property changes, either by tracing failure points, controlling intentional processes, or for sensing purposes, making it suitable for various research fields involving solid–liquid interfaces and electrochemical activity. KW - General Materials Science PY - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-597625 SN - 1944-8252 VL - 16 IS - 7 SP - 9517 EP - 9531 PB - American Chemical Society (ACS) AN - OPUS4-59762 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schiek, Manuela A1 - Minenkov, Alexey A1 - Hollweger, Sophia A1 - Duchoslav, Jiri A1 - Erdene-Ochir, Otgonbayar A1 - Weise, Matthias A1 - Ermilova, Elena A1 - Hertwig, Andreas T1 - Optical constants of In2O3-SnO2 (Indium tin oxide, ITO) N2 - Optical constants of In2O3-SnO2 (Indium tin oxide, ITO) Minenkov et al. 2024: on glass; n,k 0.191–1.69 µm Optical constants of In2O3-SnO2 (Indium tin oxide, ITO) Minenkov et al. 2024: on Si wafer, top; n,k 0.191–1.69 µm Optical constants of In2O3-SnO2 (Indium tin oxide, ITO) Minenkov et al. 2024: on Si wafer, bottom; n,k 0.191–1.69 µm KW - Indium Tin Oxide KW - Optical constants KW - Magnetron Sputtering KW - Electrochemical Degradation KW - Spectroscopic Ellipsometry PY - 2024 UR - https://refractiveindex.info/?shelf=other&book=In2O3-SnO2&page=Minenkov-glass UR - https://refractiveindex.info/?shelf=other&book=In2O3-SnO2&page=Minenkov-wafer-top UR - https://refractiveindex.info/?shelf=other&book=In2O3-SnO2&page=Minenkov-wafer-bottom PB - Refractiveindex.info AN - OPUS4-59766 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Kai A1 - Mirabella, Francesca A1 - Knigge, Xenia A1 - Mezera, Marek A1 - Weise, Matthias A1 - Sahre, Mario A1 - Wasmuth, Karsten A1 - Voss, Heike A1 - Hertwig, Andreas A1 - Krüger, Jörg A1 - Radnik, Jörg A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Bonse, Jörn T1 - Chemical and topographical changes upon sub-100-nm laser-induced periodic surface structure formation on titanium alloy: the influence of laser pulse repetition rate and number of over-scans N2 - Titanium and its alloys are known to allow the straightforward laser-based manufacturing of ordered surface nanostructures, so-called high spatial frequency laser-induced periodic surface structures (HSFL). These structures exhibit sub-100 nm spatial periods – far below the optical diffraction limit. The resulting surface functionalities are usually enabled by both, topographic and chemical alterations of the nanostructured surfaces. For exploring these effects, multi-method characterizations were performed here for HSFL processed on Ti–6Al–4V alloy upon irradiation with near-infrared ps-laser pulses (1030 nm, ≈1 ps pulse duration, 1–400 kHz) under different laser scan processing conditions, i.e., by systematically varying the pulse repetition frequency and the number of laser irradiation passes. The sample characterization involved morphological and topographical investigations by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), tactile stylus profilometry, as well as near-surface chemical analyses hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) and depth-profiling time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). This provides a quantification of the laser ablation depth, the geometrical HSFL characteristics and enables new insights into the depth extent and the nature of the non-ablative laser-induced near-surface oxidation accompanying these nanostructures. This allows to answer the questions how the processing of HSFL can be industrially scaled up, and whether the latter is limited by heat-accumulation effects. T2 - 2023 E-MRS Spring Meeting, Symposium L "Making light matter: lasers in material sciences and photonics" CY - Strasbourg, France DA - 29.05.2023 KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) KW - Ultrashort laser pulses KW - Laser processing KW - Hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) KW - Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-589902 UR - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/pssa.202300719 SN - 1862-6319 VL - 220 SP - 1 EP - 12 PB - Wiley-VCH GmbH CY - Weinheim AN - OPUS4-58990 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -