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FAQ über Firma Klocke Nanotechnik, Produkte and Terminologie

Bitte beziehen Sie sich auf dem Artikel 'Was ist Neues ?' von Klocke Nanotecink zu sehen.

Index von FAQ (Frequently Asked Questions=Häufig gefragte Fragen)
  1. Was sind die Betriebsarten von nm bis mm ?
  2. Wie steuert der Nanomotor (sin Piezorohr) die Positionierung ?
  3. Was sind Applikationen des Nanomotors ?
  4. Gibt es Informationen für Applikationen ?


Antworten von FAQ (Frequently Asked Questions=Häufig gefragte Fragen)
  1. Was sind die Betriebsarten von nm bis mm ?
    (Antwort) Diese Bewegung wird durch die Ansteuerung des Nanomotors in zwei verschiedenen Betriebsarten. Der äußere Mantel des Nanomotors besteht aus einem Piezoröhrchen, welches sich ausdehnt, wenn eine Spannung an seine beiden Elektroden angelegt wird. Diese Ausdehnung auf den Läufer des Nanomotors übertragen und liegt bei 10nm pro Volt. Wird das Piesoröhrchen des Nanomotors mit Spannungspulsen angesteuert, so erreicht man eine Art Schrittmotorbetrieb. Der Läufer des Nanomotors folgt der schnellen Bewegung des Piezos auf Grund seiner Massenträgheit nicht mehr und verschiebt sich bei jedem Puls ein kleines Stück relativ zum Piezo. Werden diese Pulse wiederholt, so bewegt sich der Läufer bis in den mm-Bereich. Diese Grobschritte sind gleichmäßig, aber auf Grund des Trägheitsprinzips ungeeicht. Der über die Piezokonstante kalibrierbare Feinbewegungsbereich ist in jedem Fall größer als die Frobschritte, so daß jede Position mit Piezoaktuator-Präzision erreicht werden kann. Bei ± 15 Volt liegt ein Grobschritt bei rund 100nm und der Feinpositionierbereich bei 300nm. Stromlos hältet der Nanomotor seinen Läufer so fest, daß die Last, die er maximal heben kann, nicht ausreicht, den Läufer zu verschieben.

  2. Wie steuert der Nanomotor (ein Piezorohr) die Positionierung ?
    (Antwort) Der Nanomotor ist ein asymmetrische Vorrichtung und die Montageplatte steht nur auf eine Seite. So ist ein durchschnittliche Schritt des Grobschrittes aufwärts und abwärts verschieden. Aber in einer Richtung ohne wechselnde Belastung oder Kraft abweicht nur ca 1%. Obwohl das treibende Piezo eine Hysteres von ca 10% hat, können wir 1% Wiederholbarkeit durch die Genauigkeit des internen Mechanikers des Nanomotors und durch Entkopplung das Schritt von Schrittvariation passiert durch das unvollkommene Piezo erhalten. Noch, ist 1% oft nicht genug, besonders falls die Belastung, z.B. durch anwendende Kraft während Mikrogravierung verändert. Die acht Stelle von Grösse zwischen Auflösung und Schritten, die von dem Nanomotor gemacht wird, können mit keiner konventionellen Vorrichtung.gemessen werden.
    Die beste Lösung ist PMS (Position Messsystem). Optische Position-Sensoren können in das Nanorobotics Moduln integriert werden. Sie erlauben eine Auflösung von ± 2nm über dem ganzen Hub des Moduls. Der Sensor vermehrt die Grösse der Moduln nicht.

  3. Was sind Applikationen des Nanomotors ?
    (Antwort) Die folgende Sätze zeigen die Applikationen und die informativen Dateien, aber auf Englisch.
    Der Nanomotor ist ein patentierter Linearmotor mit atomarer Auflösung. Herr Dr. Klocke und sein Team haben den Nanomotor seit 1992 entwickelt. Einer der ältesten Artikel über diesen Nanomotor und seine Anwendungen wurde im Deutschen Magazin [F&M] 1996 veröffentlicht. Weitere Anwendungen wurden in dem Magazin [MST-Neues 1999] beschrieben, und in 2002 wurde ein neuer Artikel einschliesslich einer kompletten Mikroproduktionsanlage veröffentlicht. Diese enthält eine von Klocke Nanotechnik entwickelte Nanorobotik-Serie.
    Es gibt mehrere Typen des Nanomotor. Der Nanomotor kann im UHV (10-11hPa) und bei tiefen Temperaturen LT (4.4k) betrieben werden. Er eignet sich zum Bau von Rastersondenmikroskopen (SPM), denn seine kleinen Abmessungen ermöglichen schwingungsarme Rastersondenköpfe. Der Nanomotor ist auch das Antriebselement für die Nanorobotik-Serie. Die patentierte Verbindung des Nanomotors mit klassischen mechanischen Führungssystemen bietet die Vorteile beider Systeme: die Belastbarkeit eines mechanischen Lagers und die Präzision des Nanomotors. Ein Element der Nanorobotikserie ist der kleinste und präziseste Positioniertisch auf dem Markt, NMT Modul genannt. Im NMT Modul kan man auch das Positionierungmesssystem mit dem geschlossenes Schleifensystem aufbauen. Es gibt auch ein Muster des Positioniertischs. Ein Mikrogreifer der Nanorobotikserie (NMG) in Verbindung mit drei NMT-Modulen ergibt bereits ein kleines Mikromontagesystem höchster Präzision. Viele weitere Ausbaustufen führen zur Mikroproduktionsanlage von Klocke Nanotechnik, der wahrscheinlich genauesten Anlage dieser Art auf dem Markt!
    Klocke Nanotechnik bietet komplette Lösungen für Nanorobotik im Bereich der Rasterelektronenmikroskope und Rasterionenmikroskope seit 1998 an. Seit 1999 verkauft LEO (jetzt, Carl Zeiss Gruppe) seine Rasterelektronenmikroskope (SEM) zusammen mit Klocke's Nanomanipulatoren als OEM Produkte, die die Funktion des SEMs um die Materialbearbeitung erweitern. Der Nanomanipulator kann zum Beispiel zur Präparation von TEM-Lamellen verwendet werden. XYZ Manipulatoren, bestehend aus drei NMT Modulen der Nanorobotik-Serie, kann in "allen" SEMs montiert werden. In-situ Wafer Probing Systeme von Klocke Nanotechnik sind der Schlüssel zur Strommessung auf sub-90 nm Strukturen, z.B. mit 3 Mesnadeln innerhalb eines Durchmessers von 150 nm. Dieser Prozess wird im SEM visuellsiert. Die Verwendung von Nanorobotik Manipulatoren im SEM wird in einem Artikel beschrieben.
    Der Force-Feedback-Manipulator ist ein weiteres Anwendungsbeispiel, sowie die Oberflächenbearbeitung mit einem "Nano-Hammer", oder das manipulieren kleinster Fluessigkeitsmengen. Nanorobotik-Manipulatoren werden auch für Mikroklebesysteme verwendet, als Mikromontagestand mit nm-Präzision oder als Probentisch im SNOM bis hin zur Verwendung in kompletten Mikrobearbeitungssysteme. Solche Systeme werden im Artikel Nanorobotik für Mikroproduktionstechnnik beschrieben. Die Mikroproduktionsanlagen enthalten u.a. ein Vision System zur Objekterkennung. Die Nanomotoren und Nanorobotiks werden von einem Network Controller (NWC) betrieben, welcher per Ethernet vom PC oder Notebook aus gesteuert wird.
    (Der obere schwarze Titel können von Firma Klocke's Homepage heruntergeladen werden.)

  4. Gibt es Informationen für Applikationen ?
    (Antwort) Die folgende Sätze zeigen die informativen Dateien, aber auf Englisch.
    Bestandteile (1)Basisprodukte
    Nanomotor
    The Nanomotor, data sheet
    "Atomare Präzision und Millimeter-Hub" (F&M 96).....Generalinformation (auf Deutsch)
    "Motion from the Nanoscle World" (MST-news99).....Generalinformation
    "Motion from the Nanoscle World" (Springer-verlag 2002).....Generalinformation
    Nanorobotics for Micro Production Technology (SPIE 2002).....Generalinformation (einschl. Mikro Produktion), wiederholt(1)
    Tische
    "Nano-precise Positioning" (Schneeberger 2000)..... wiederholt(2)
    Sample Stages..... wiederholt(3)
    Manipulator
    SEM-Manipulators.....wiederholt(4)
    The Nanomanipulator
    Nanomotors for Liquid Handling (Innovation 99)
    Greifer
    The Microgripper, data sheet.....wiederholt(5)
    STM
    Rastersondenmikroskopie (SPM).....wiederholt(6)
    Bestandteile (2)Nanorobotics
    NMT Positionirtisch
    NMT modules, data sheet
    "Nano-precise Positioning" (Schneeberger 2000).....wiederholt(2)
    Position measurement
    Sample Stages..... wiederholt(3)
    SEM-Manipulators..... wiederholt(4)
    NMG Greifer Moduln
    The Micro Gripper, data sheet..... wiederholt(5)
    XYZ Manipulator
    SEM-Manipulators..... wiederholt(4)
    Nanorobotics manipulator as a Wafer prober; Measurements in a Scanning Electron Microscope.....wiederholt(7)
    Nanorobotics Manipulators..... wiederholt(8)
    Kraft Ruckfütterung Manipulator
    Nanomanipulation with Force Feedback
    Mikromontagestation
    "Microassembly with Nanometer Resolution - Assembly of Terahertz Frequency Mixers" (KOSMA)
    Assembly and Calibration with Nanometer-Precision" (Spindler & Hoyer)
    Bestandteile (3)Elektronik
    NWC Netzwerksteuer
    Network Controller (NWC - including Position measurement)
    Systeme (1)Mikro Produktin Systeme
    Micro Productin System.....Mikro Produktion System
    Micro Adhesive Bonding in Products and Service
    Vision System; Pattern Recognition and Quality Control
    Nanorobotics for Micro Production Technology (SPIE 2002).....Generalinformation (einschl. Mikro Produktion), wiederholt(1)
    Systeme (2)Nanorobotics für Electron- and Ion-Mikroskop
    Nanorobotics manipulators for "every" Microscope.....Muss-sehen fur Electronmicroscop
    Rastersondenmikroskopie (SPM).....wiederholt(6)
    Wafer Probing System for Electron Microscopes
    Nanorobotics manipulator as a Wafer prober; Measurements in a Scanning Electron Microscope.....wiederholt(7)
    Nanorobotics Manipulators.....wiederholt(8)
    Processing material in Electron Microscopes (LEO)
    Preparation of TEM-Samples (Fraunhofer)
    The SPM as a Tool, The "Nano-Hammer"
    Systeme (3)Rastersondenmikroscop (SPM)
    Rastersondenmikroskopie (SPM).....wiederholt(6)
    Scanning Probe Heads; Summary of Nanomotor driven SPM-Heads
    (Die oberen blauen ungebunden Title können von Firm Klocke's Homepage heruntergeladen werden.)




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