Vergoldetes Forschungsprojekt der Universität Basel

Projekt des Monats März 2022

Mit einer beachtlichen Innovationskraft ist die Universität Basel als Forschungsinstitution führend im Bereich der Quantentechnologien, mit welchen die Quantenmechanik aus theoretischen Konzepten heraus zum technischen Einsatz kommt.

Für diese Forschung braucht es eine Vielzahl technologisch hochentwickelter Geräte und für eines davon durften wir die Universität Basel mit unserem Wissen, Rat und Tat unterstützen. Es handelt sich dabei um das Verbinden verschiedenster Gerüststrukturen in einem Tieftemperaturaufbau, bei dem der Hauptschwerpunkt die thermische Kühlung bei 0.02 Kelvin (-273.13°C) und einer flexiblen Verbindung zwischen Bauteilen darstellt. Sauerstofffreies Kupfer ist aufgrund seiner guten thermischen Leitfähigkeit ideal für diese Applikation und daher haben wir massive Kupferanschlüsse mit feinen Kupferlitzen verbunden.

Das aufgezeigte hochflexible Litzenkabel hat einen Querschnitt von 2,0 mm². Die Einzeldrähte der Litze werden Adern genannt; in unserem Fall bestand jede Litze aus 262 Adern mit je 0,05 mm Durchmesser. Der Schwerpunkt unserer Schweissung lag auf einer vollumfänglichen Verbindung, so dass 100%ig alle Adern mit den massiven Kupferteilen verbunden sind mit dem Ziel möglichst effizient thermische Übertragungen sowie kleinstmögliche elektrische und thermische Wiederstandwerte zu erreichen.

Nach der Fertigstellung wurden alle Baugruppen komplett galvanisch vergoldet, da Gold den Vorteil hat, dass es nicht korrodiert und deshalb immer für den besten Kontakt mit geringen Übertragungswiderständen sorgt. Isolierhüllen wurden bewusst aus thermischen und funktionalen Gründen weg gelassen, damit es zu keinen Verunreinigungen in der Vakuumkammer kommt und die empfindliche Elektronik der Bauteile intakt bleibt.

Die in der Praxis gemessenen Werte bestätigten die Computersimulationen und wir konnten damit aufzeigen, dass die Elektronenstrahl-Schweisstechnik bestens geeignet ist, um diffizile Verbindungen für technologisch anspruchsvolle Anwendungen, schonend vorzunehmen.

Wir freuen uns sehr, dass wir unseren Beitrag zum Thema: „Quantensensorik in nanostrukturiertem Material bei ultra-tiefen Temperaturen“ mitgestalten durften.

Die SwissBeam AG ist ein Unternehmen, welches sich auf dem Gebiet
des Elektronenstrahlschweissens spezialisiert hat und dabei auf einen
Erfahrungsschatz von über 40 Jahren zurückgreift.

Swissbeam Zentrale

SwissBeam AG
Grossmattrain 3
8964 Rudolfstetten

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Peter Schmidt