Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Die Bildkorrelationssoftware Veddac 6 vom Fraunhofer ENAS wurde eingesetzt, um Biegeversuche an Si-basierten Nanostrukturen im Rasterelektronenmikroskop auszuwerten. Die Auswertung basiert auf der Verarbeitung einer Sequenz hochaufgelöster REM-Bilder. Die Veddac Software eignet sich besonders gut, um große Datenmengen und Bilder mit hohen Rauschen/geringen Kontrastunterschieden zu analysieren. Aus den Versuchen konnten verlässliche Kraft-Weg-Kurven ermittelt werden. Damit stellt das gezeigte, recht simple Verfahren eine Alternative zu bereits existierenden mechanischen Prüftests an Mikro/Nano-Objekten dar.
3-Punkt Biegeversuche an Si-basierten Mikro/Nanodrähten wurden im REM mittels Mikromanipulator mit Kraftmessspitze durchgeführt. Die Kraft wurde nach Kalibrierung der Messspitze direkt abgegriffen. Die Auslenkung des Drahtes wurde durch eine Videosequenz im REM aufgenommen und anschließend über die Bildkorrelation ausgewertet. Kraft-Weg-Kurven konnten erstellt werden, um die elastischen Eigenschaften der Drähte zu ermitteln. Die Daten wurden mit FEM-Simulationen und Literatur verglichen. Bruchmechanische Eigenschaften wurden ebenfalls in guter Übereinstimmung mit anderen Verfahren quantifiziert.
A combined methodical approach is tested with respect to the characterization of the inner structure of porous TiO2 layers as typically used in modern dye sensitized solar cells (DSSC). Their performance is directly linked to the surface area of the pore network. The micrometer thick layer employed was manufactured by screen-printing of a starting TiO2 powder constituted of shape-controlled, bipyramidal anatase nanoparticles on FTO/glass substrates. The analytical methods exploited in our study are Focused Ion Beam (FIB) slicing followed by 3D reconstruction as well as the new approach transmission Kikuchi diffraction (TKD) technology in the scanning electron microscope (SEM). Size and shape distribution of the TiO2 NPs within the layer can be extracted. SEM in transmission mode and atomic force microscopy (AFM) have been used to verify the dimensional data obtained by the new combined methodical approach. Its analytical benefits but also the challenges and limitations are highlighted.