Beitrag zur Untersuchung von passiven planaren Hochgeschwindigkeitsmagnetlagern für die Anwendung in der Mikrosystemtechnik. - Aachen : Shaker, 2003. - 134 S.. - (Berichte aus der Mikromechanik) Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2002
ISBN 3832210903
Ein Beitrag zur Anwendung des induktiv erzeugten Hochfrequenz-Plasmas zum atmosphärischen Plasmaspritzen oxidkeramischer Werkstoffe, 2002. - Online-Ressource (PDF-Datei: 114 S., 5646 KB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2002
Beim Gleichstromplasmaspritzen (DCP) werden Schichten dadurch erzeugt, dass Pulverpartikel in das durch einen Lichtbogen erzeugte Plasma injiziert, dort aufgeschmolzen und beschleunigt werden und mit hoher kinetischer Energie auf dem Substrat auftreffen, wo sie sich verformen und erstarren. Der Trend geht dabei zu immer höheren Partikelgeschwindigkeiten und damit zu kleineren Pulverpartikeln, da dies allgemein als Voraussetzung für gut haftende Schichten mit geringer Porosität gesehen wird. Das ICP wird durch elektromagnetische Induktion in einem großvolumigen System konzentrischer Röhren generiert, seine Plasmageschwindigkeit ist vergleichsweise gering. Durch die dadurch entstehenden längeren Verweilzeiten können Pulverpartikel mit vielfach größerer Kornfraktionierung im Plasma geschmolzen werden, die kinetische Energie bei Auftreffen auf dem Substrat ist geringer als beim DCP und damit liegen auch andere Bedingungen für die Verformung und Abkühlung vor. Oxidkeramische Werkstoffe neigen speziell bei schneller Abkühlung zur Umwandlung ihrer kristallinen Struktur, die mit einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Schichten einhergeht. Es wird in der Dissertation nachgewiesen, dass auch unter atmosphärischen Bedingungen mit dem ICP oxidkeramische Schichten mit geringer Porosität und guter Haftung erzeugt werden können, die aber wegen der langsameren Abkühlung der Partikel andere, verbesserte Eigenschaften aufweisen. Ausgehend von theoretischen Betrachtungen ist zunächst das Plasma auf der Basis von Enthalpiesondenmessungen charakterisiert worden. Die beobachteten Plasmatemperaturen entsprechen denen des DCP, die Einwirbelung von Umgebungsluft ist dagegen gering. Durch die Bestimmung der Partikelgeschwindigkeit, verformungs- und Abkühlzeit werden am Beispiel von Al2O3 die gegenüber dem DCP grundlegend geänderten Spritzbedingungen charakterisiert. Die Abkühlung ist um mehr als eine Größenordnung langsamer. Die Pulverbehandlung von Al2O3, YSZ und Zirkonoxid im ICP (Sphäroidisierung) zeigt, dass das eingebrachte Pulver zu nahezu 100 % aufgeschmolzen werden kann. Dies ist Voraussetzung für gegenüber dem DCP deutlich gesteigerte Haftraten. Versuche zur Charakterisierung der Deformation und daraus abgeleitete Kennwerte belegen weitere Unterschiede zwischen ICP- und DCP-Spritzen der genannten Oxidkeramiken: Es überwiegt beim ICP die nicht verästelte Pancake-Struktur, bei DCP die zerspratzte Flower-Struktur. Gespritzte ICP-Schichten weisen mit dem DCP vergleichbar gute Werte von Haftung und Porosität auf. Ihre mittels XRD bestimmte kristalline Struktur entspricht aber überwiegend der des Ausgangspulvers. Dagegen dominieren bei DCP-Vergleichsschichten metastabile Phasen als Folge von Transformationen. Damit ist das ICP die einzige Plasmaspritztechnologie unter atmosphärischen Bedingungen, bei der dies möglich ist.
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Untersuchungen zum Einsatz elektromagnetischer Mikroaktoren, 2002. - Online-Ressource (PDF-Datei: 141 S., 5346 KB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2002
Parallel als Druckausg. erschienen
Diese Arbeit widmet sich den Mikroaktoren, den bewegungserzeugenden Elemente in Mikrosystemen. Zielstellung ist die Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten des elektrodynamischen Energiewandlungsprinzips für Mikroaktoren. Dabei wird das elektrodynamische Prinzip mit verschiedenen Energiewandlungsprinzip verglichen und die Eigenschaften dieser Prinzipien herausgearbeitet, um so für jedes Prinzip geeignete Anwendungen zu finden. Grundlage des Vergleichs bilden die stationären Betriebskennlinien. Die Untersuchung zeigt, daß besonders der Wirkungsgrad der Aktoren ein geeignetes Vergleichskriterium bildet. Vor allem bei zunehmender Packungsdichte von Mikroaktoren in einem Mikrosystem stellt der Wirkungsgrad einen begrenzenden Faktor dar. Zur Entwicklung mehrdimensional kaskadierter Mikroaktoren ist die Beachtung der Effizienz der Energiewandlung von entscheidender Bedeutung. Die untersuchten elektrodynamische Aktoren zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad im Bereich der Leerlaufgeschwindigkeit aus, hingegen ist ihre Effizienz beim Anzug minimal. Die weitaus größte Anzahl von Mikroaktoren führt aufgrund der eingesetzten Federführungen wechselsinnige Bewegungen mit oder ohne Rast aus. Hierbei leisten die Aktoren sowohl Blind- als auch Wirkleistung. Um diese Bewegungsform energetisch mit kontinuierlichen laufenden Aktoren vergleichen zu können wird eine Methode vorgestellt die dies ermöglicht. - Die federgeführten Mikroaktoren werden durch die erzwungene harmonische Schwingung eines gedämpften Feder-Masse-Systems beschrieben. Die Parameter sind die schwingende Masse, die Dämpfung und die Elastizität der Führungsfedern. Die umgesetzte Leistung wird in effektive Wirk- und Blindleistung zerlegt. Aus dem Verhältnis der beiden Leistungen zueinander läßt sich der Gesamtwirkungsgrad bestimmen. Nicht harmonische Schwingungen werden mittels einer FOURIER-Reihe angenähert. Die Gesamtleistung ergibt sich in diesem Fall aus der Summe aller Einzelleistungen. Der Nachweis wird an konkreten Beispielen geführt. Es werden drei verschiedene elektrodynamische Mikroaktoren aufgebaut und untersucht. Hierzu werden verschiedene Herstellungstechniken analysiert und modifiziert. Die Betrachtung zeigt, daß nur die Aktoren, die mit ihrer Eigenkreisfrequenz betrieben werden mit einem hohen Wirkungsgrad arbeiten. Der Wirkungsgrad kann bis zu 90 % betragen. Bei beliebigen wechselsinnigen Bewegungen wird ein Wirkungsgrad von maximal 0,1 % erreicht. 7Abschließend erfolgt eine Charakterisierung der aufgebauten Mikroaktoren.
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Siliziumcarbid-Bildung auf Silizium unter den Bedingungen der Molekularstrahlepitaxie, 2002. - Online-Ressource (PDF-Datei: 150 S., 4690 KB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2002
Parallel als Druckausg. erschienen
In dieser Arbeit wurden erstmalig umfassend die ersten Stadien der Wechselwirkung des Kohlenstoffs mit Si(100) und Si(111) mit einem einheitlichen Instrumentarium untersucht. Die während der Interaktion mit Kohlenstoff auf den beiden Si-Oberflächen auftretenden Rekonstruktionen wurden systematisch untersucht. In Phasendiagrammen sind die Existenzgebiete der Oberflächenrekonstruktionen zusammengefaßt worden. Der Oberflächendiffusionskoeffizient des Kohlenstoffs konnte erstmalig während der Ausbildung der Kohlenstoff induzierten Si(111)Wurzel 3-C- und der Si(100) c(4x4)-C-Rekonstruktion experimentell ermittelt werden. Mit einem detailierten Modell der Keimbildung mit klassischen Ansätzen, konnte sowohl die Größe des kritischen Keimes für die SiC-Bildung auf den beiden Si-Oberflächen als auch die Art des weiteren Wachstums der SiC-Keime für den Parameterraum beschrieben werden. Es konnte hier zwischen dem mononuklearen und dem polynuklearen Wachstum unterschieden werden. In Abhängigkeit von dem Wachstumstyp ergaben sich Zusammenhänge zur Keimgröße, zur Keimdichte und zur Morphologie der Keime. Desweiteren konnte der Existenzbereich der zweidimensionalen und der dreidimensionalen Keimbildung für den Bereich niedriger Temperaturen bestimmt werden. Die Kenntnis der Keimbildung ist eine wesentliche technologische Voraussetzung für folgende Anwendungen: Die zweidimensionale SiC-Keimbildung ist prinzipiell für die Herstellung von Antidot-Strukturen geeignet, die mit lithographischen Methoden nur schwer zu erzeugen sind. Für das dreidimensionale SiC-Wachstum liegt in der Nanotechnologie ebenfalls eine mögliche Verwendung vor. Mit 3D-SiC-Keimen könnten Nanokathoden hergestellt werden. - Die Beherrschung der Initialstadien bei der Wechselwirkung von Kohlenstoff ist außerdem notwendig für die Ausbildung defektarmer Grenzflächen und einkristallinem Wachstum. Mit einem otimierten SiC-Initialwachstum auf Si lassen sich SiC-Schichten herstellen, die als Pseudosubstrat für eine GaN-Abscheidung geeignet sind. Damit ist die Basis geschaffen für die Integration von Breitbandhalbleitern für die Optoelektronik auf Si. Für spezielle Anwendungen in der Sensorik wird die SiC-Schicht direkt als aktive Schicht benutzt. Der große Vorteil bei diesen Bauelementen ist die mögliche Integration in die Si-Elektronik. Für die Auswertung und Simulation von Beugungsbildern, die auf Elektronenbeugung basieren, muß das mittlere innere Potential (MIP) bekannt sein. Das MIP für Silizium und für 6H-SiC wurde daher experimentell bestimmt und mit theoretischen Werten verglichen. Neben der experimentellen Auswertung von RHEED-Bildern wurde durch entsprechende Simulationen eine Strukturaufklärung durchgeführt. Die Struktur der kohlenstoffinduzierten Rekonstruktionen auf Silizium ist derzeit noch nicht bekannt. Es wurden daher unterschiedliche Strukturmodelle mit RHEED verifiziert. Bei der Si(111) Wurzel 3 - C-Rekonstruktion lieferte die S5 - Positionierung des Kohlenstoffs die beste Übereinstimmung zu dem experimentellen RHEED-Bild. Für die Si(100) c(4x4)-C-Rekonstruktion ist mit Kohlenstoff in exponierter Lage, in Form von C-Dimeren, eine gute Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation erreicht worden. Für die kontrollierte Abscheidung von SiC-Schichten in der Nanotechnologie ist die Kenntnis des Einflußbereiches der Polarität auf die RHEED-Untersuchungen notwendig. Mit RHEED-Simulationen konnte der Zusammenhang zwischen der Eindringtiefe des Elektronenstrahles und der Bestimmbarkeit der Polarität mittels RHEED-Bild aufgezeigt werden. Die unterschiedlichen elektronischen Strukturen der einzelnen SiC-Polytype ermöglichen prinzipiell die Schaffung von chemisch homogenen Hetero- und niedrigdimensionalen Strukturen. Dies könnte für die Entwicklung von neuartigen Quantenbauelementen, unter Ausnutzung von unterschiedlich großen Bandabständen, genutzt werden. Dies setzt die in situ Steuerung des Wachstums und die Detektierbarkeit der SiC-Polytype voraus. Zu diesem Zweck wurden die RHEED-Beungungsbilder der SiC-Polytype sowohl für den Fall der dreidimensionalen- als auch der zweidimensionalen Beugung untersucht. Bei der zweidimensionalen Beugung konnte erstmalig die Möglichkeit der Detektion der hexagonalen Polytype 4H- und 6H-SiC mittels Simulation nachgewiesen werden.
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Laserinduzierte Mikrostrukturierung und Metallisierung von Polymerlacken auf elektronischen Schaltungsträgern
1. Aufl. - Göttingen : Cuvillier, 2002. - X, 104 S Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2002
ISBN 3898733378
Beitrag zur Entwicklung von oxidfaserverstärkten Gläsern. - Aachen : Shaker, 2002. - XIV, 98 S., S. XV - XXIV. - (Berichte aus der Werkstofftechnik) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2001
ISBN 3-8265-9823-7
Untersuchung von Ferriten, Modellierung des Verhaltens und Anwendung in einem HF-Visualisierungsmedium, 2001. - 150 Bl Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2001
Gläser mit hoher Permittivität für niedrigsinternde Mikrowellenkeramik, 2001. - 120 S Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2001
Glass-containing composite materials. - 306 Bl Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2000
Recycling der Abprodukte des Herstellungsprozesses von Feinpulver nach der Glaskristallisationstechnik. - Aachen : Shaker, 2000. - II, 103, A5 S. - (Berichte aus der Werkstofftechnik) Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2000
ISBN 3826575288