Journal articles

Zyabkin, Dmitry;
Defect complexes interplay and its influence on the hyperfine structure of hydrogenated TiO2. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (xviii, 126 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Im Titel ist "2" tiefgestellt

Die Bestimmung von Faktoren, welche die Kinetik von photokatalytischen Prozessen beeinflussen und das Nachvollziehen von deren Funktion in Übergangsmetalloxiden, ist das Hauptthema beim Design von effizienten Materialien. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass Punktdefekte wie zum Beispiel Substitutionsatome, Zwischengitteratome und Leerstellen einen wesentlichen Beitrag zur Bandstruktur und zu den chemischen Eigenschaften eines Materials beitragen. Die Veränderung dieser Eigenschaften beeinflusst die Performance von Materialien in gewissen Anwendungsbereichen stark. Die Erwartung, dass ein fundamentales Verständnis von solchen Gitterdefekten positiv zur Aufklärung von deren Wirkung auf die Eigenschaften eines Materials beiträgt, ist die treibende Kraft hinter theoretischer und praktischer Forschung an dotierten und reduzierten Materialien. Das Ziel dieser Dissertation ist die Veränderung der elektronischen Struktur von Rutil und Anatas TiO2, welche die Modellsysteme von Übergangsmetalloxiden darstellen, unter der Beeinflussung von niedrigen Dotierungen mit Wasserstoff, Eisen und Cadmium sowie den Einfluss von Punktdefekten, zu untersuchen. Hierfür wurden Untersuchungen mir der Gestörte y-y Winkelkorrelation (englisch: time-differential perturbed angular correlation oder PAC) Methode, gemeinsam mit Mössbauer Spektroskopie und Tracer Diffusionsexperimenten durchgeführt, welche durch theoretische Studien und Untersuchungen mit Standardmethoden ergänzt wurden. Des Weiteren präsentiert der Autor einen neuen Versuchsaufbau zur Durchführung von Emissions-Mössbauer Messungen (eMIL), welches während dieser Arbeit entwickelt und konstruiert wurde. Die beobachteten Ergebnisse zeigen, dass das Dotandenverhalten nicht leicht voraussehbar ist und das Cd als Dotand in monokristallinem Rutil nicht nur am Kationenplatz sitzt, sondern dass Anteile davon auch andere Umgebungen, die von Leerstellenkonfigurationen beeinflusst werden, besetzen. Beide entdeckten Probenumgebungen scheinen hohen Temperaturen zu wiederstehen, allerdings sind Änderungen im Anteilverhalten sichtbar. Bei Emissions-Mössbauer Messungen zeigen dünne Schichten von Anastase ein temperaturabhängiges Verhalten im gesamten Messbereich. Dies hat zur Folge, dass zwei Anlass Stufen entstehen, welche durch Leerstellenbewegung und deren Interaktion mit Ti Zwischengitteratomen hervorgerufen werden. Die Oxidationsstufe Fe3+, welche eine Spin-Gitter-Relaxation zeigt, ändert sich durch Hydrierung. Dies impliziert, dass Wasserstoff ein sogenannter flacher Donator ist. Experimente in einem bestimmten Temperaturbereich zeigen, dass Leerstellen und Leerstellenansammlungen die Wasserstoffbewegung beeinflussen. Weitere PAC Experimente an den Temperaturwerten, an denen die Wasserstoffbewegung startet, zeigen eine Abhängigkeit des Verhaltens des Dotanden (Wasserstoff), zum Beispiel eine Kopplung mit Cd, von der Hydrierungsstärke. Längere Hydrierungsdauern zeigen, dass nach Dotierungs- bzw. Reduktionsprozessen Erholungseffekte folgen können. Die vorliegende Arbeit zeigt deutlich, dass die Methoden der Hyperfeinwechselwirkungen Informationen über die Natur und das Verhalten von Defekten in Übergangsmetalloxiden bereitstellen können. Diese Ergebnisse können einfach evaluiert und mit detaillierten Dichtefunktionaltheoriesimulationen verglichen werden.

https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00045679

Ziegler, Mario;
Metastable atomic layer deposition. - Ilmenau, 2020. - XVII, 154 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese von breitbandig absorbierenden dreidimensionalen Hybrid-Nanostrukturen unter Verwendung eines neuartiges Abscheideprozesses: Metastabile Atomlagenabscheidung (kurz MS-ALD). Klassischerweise wird die Atomlagenabscheidung für die Abscheidung von planaren, binären Dünnschichten verwendet. Dabei werden zwei Präkursoren abwechselnd in einen Reaktor eingelassen. Die Präkursoren reagieren jeweils mit der Substratoberfläche, wobei die Reaktionen selbstlimitierend sind. So bindet nur eine Monolage der Präkursoren an der Oberfläche an. Dadurch lassen sich Dünnschichten mit perfekter Schichtdickenkontrolle homogen und winkeltreu herstellen. Im Gegensatz dazu können mit MS-ALD 3D-Strukturen hergestellt werden. Essentiell für diesen Prozess ist die Auswahl des Substrates. Das Substrat reagiert, im Gegensatz zur klassischen ALD, mit einem der beiden Präkursoren und bildet eine metastabile Phase aus. Diese metastabile Phase zerfällt augenblicklich in ihren ursprünglichen Anfangszustand unter Freigabe des Präkursors. Die Reaktion führt zum einen zu einer morphologischen Veränderung der Substratoberfläche und zum anderen zu einer Anreicherung des freigegebenen Präkursors an der Substratoberfläche. Durch den Einlass des zweiten Präkursors kommt es zu weiteren Reaktionen mit dem freigegebenen Präkursor. Diese Nebenreaktionen bewirken die Entstehung der beobachtbaren 3D-Strukturen. Kern dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter der MS-ALD bei Verwendung zweier unterschiedlicher Substrate auf die Morphologie der resultierenden Strukturen. Da MS-ALD im Verlauf der Arbeit entwickelt wurde, wird zudem ein möglicher Wachstumsprozess diskutiert. Der zweite Teil der Arbeit untersucht die Absorptionseiegenschaften der Strukturen vom ultravioletten bis zum nahem Infrarotbereich. Die hergestellten Strukturen erscheinen matt-schwarz und weisen eine extrem hohe Absorption bei senkrecht einfallender Strahlung auf (mehr als 99 % im Bereich von 220 nm bis 1582 nm). Die hohe Absorption und die Möglichkeit der problemlosen Skalierbarkeit des MS-ALD-Prozesses können dazu beitragen, neue Lösungsansätze für die Nutzung von Solarenergie zur regenerativen Stromerzeugung zu entwickeln.

Hotovy, Ivan; Spieß, Lothar; Mikolasek, Miroslav; Kostic, Ivan; Romanus, Henry
Structural and morphological evaluation of layered WS2 thin films. - In: Vacuum, ISSN 0042-207X, Bd. 179 (2020), 109570
Im Titel ist "2" tiefgestellt

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109570

Oliva Ramírez, Manuel; Wang, Siang-Lin; Rico-Gavira, Víctor; López-Santos, Carmen; Fan, Shih-Kang; González-Elipe, Agustín R.
Optofluidic liquid sensing on electromicrofluidic devices. - In: Materials Research Express, ISSN 2053-1591, Volume 7 (2020), number 3, 036407, 7 Seiten

https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab7fdf

Zhong, Jin-Hui; Vogelsang, Jan; Yi, Jue-Min; Wang, Dong; Wittenbecher, Lukas; Mikaelsson, Sara; Korte, Anke; Chimeh, Abbas; Arnold, Cord L.; Schaaf, Peter; Runge, Erich; L' Huillier, Anne; Mikkelsen, Anders; Lienau, Christoph
Nonlinear plasmon-exciton coupling enhances sum-frequency generation from a hybrid metal/semiconductor nanostructure. - In: Nature Communications, ISSN 2041-1723, Bd. 11 (2020), 1464, S. 1-10

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15232-w