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Die Bachelorarbeit "Qualifizierung und Optimierung eines Messsystem zur Erkennung der lokalen Farbunterschiede der Interfrenzoptschen Beschichtungen" befasst sich mit der Machbarkeit von Farbmessungen an dünnen interferenzoptischen Beschichtungen. Es werden über Spektralmessungen Reflexionssprektren aufgenommen und diese in Farbraumwerte umgerechnet. Von diesen Farbraumwerten wird der Abstand errechnet und die Streuung dieser Abstandswerte für die statistische Auswertung betrachtet. Über diese Streuung sollen die gemessenen Proben dann Kategorien zugewiesen werden, die das Qualitätssprektrum der Produktion wiederspiegeln sollen. Es werden verschiedene Messmethodiken besprochen und deren Probleme mit der Sicherheit der Messwerte. Zum Schluss sind noch Möglichkeiten besprochen, wie das Messsystem zur Qualitätskontrolle in den Betrieb eingebunden werden können.

Zur Kenntnis von optischen Strukturen im mesoskopischen Regime sind seit Jahren auf Mikroresonatoren basierende Laser ein oft untersuchter Forschungsbereich. Diese besitzen gegenüber einem Fabry-Pérot-artigen Aufbau den Vorteil, ihre Eigenschaften bezüglich Interferenzen, Wave Confinement und direktionaler Emission je nach Wahl der Struktur zu nutzen und dabei in den (Sub-) Mikrometerbereich vorzudringen. Theoretische Rechnungen dazu können über die Auswertung der Maxwell-Gleichungen, sowie das Nachvollziehen der chaotischen Dynamik von Lichtstrahlen im Billiardsystem erzielt werden. Diese Kavitäten sind auf beide Arten und durch Experimente erforscht und finden Anwendung in Bereichen der Sensorik, Lichterzeugung und als dynamische Frequenzfilter. Ziel dieser Masterarbeit ist es, auf dieser Grundlage eine simulationsbasierte Auswertung zu Billards in Lima¸con-Form auf Basis von Graphenheterostrukturen zu schaffen, die ebenso über Confinement und hochdirektionale Emission eine mögliche technische Anwendung finden können. Diese Heterostrukturen werden über unterschiedliche Potentiale an den 2D-Graphenflächen realisiert. Im Vordergrund steht dabei eine Analyse der strahlenartigen Elektronendynamik im Graphenbilliard, die durch quasirelativistische Fermionen am Diracpunkt zustande kommt. Die mittels MATLAB durchgeführte Simulation untersucht die Charakteristika der Strahlenverläufe und Abstrahlung im Hinblick auf verschiedene Parameter wie Verformung und angelegtes Potential zur Erzeugung der Heterostruktur und vergleicht eine uniforme initiale Intensitätsverteilung mit der einer Punktquelle. Dabei wird festgestellt, dass sich im Billiard mit einer Potentialstufenberandung kaum Vorteile gegenüber den optischen Kavitäten ergeben, da diese eine schlechte Anisotropie in der Abstrahlung vorweist, während eine Berandung durch eine dünne Potentialbarriere eine direktionale Abstrahlung und Sensitivität bezüglich einiger Parameter verzeichnet. Denkbar wäre hier eine Anwendung in der Sensorik.

In dieser Arbeit wird das Verhalten von C60-Molekülen auf Ir(111) und auf graphenbedecktem Ir(111) untersucht. Dazu wird die Probe einmal direkt mit C60 bedampft und einmal wird zunächst eine Monolage Graphen auf der Probe erzeugt, bevor diese bedampft wird. Beide Systeme werden mittels niederenergetischer Elektronenbeugung und hochauflösender Elektronenenergieverlustspektroskopie erforscht. Bei Raumtemperatur sind von C60 weder auf reinem noch auf graphenbedecktem Iridium Reflexe im Beugungsbild sichtbar. Zu beobachten ist neben den hexagonalen Iridiumreflexen lediglich das Moiré-Muster von Graphen, welches mit steigendender C60-Bedeckung an Intensität verliert. Mittels der Beugungsbilder wird außerdem die Periodizität des Moiré-Musters berechnet. Auf reinem Iridium zeigen sich bei der Elektronenenergieverlustspektroskopie mehrere C60-Schwingungsanregungen, von denen die zeitliche Entwicklung mit steigender Bedampfungsdauer untersucht wird. Das Einbringen einer Graphenschicht zwischen Iridium und C60 führt zu einer Verringerung der Anzahl der beobachteten Anregungen. Basierend auf den Energien der bekannten C60-Schwingungsmoden werden die Signaturen und ihre zugehörige Schwingung identifiziert und dargestellt. Um die beobachteten Unterschiede auf beiden Substraten zu erklären, wird auf die Art der Adsorption auf beiden Oberflächen eingegangen. Dabei werden die unterschiedlich starke Adsorbat-Substrat-Interaktion und die Orientierung der Moleküle auf beiden Oberflächen unter Berücksichtigung der Auswahlregeln auf Metalloberflächen beleuchtet.

Feldemissionsmikroskopie ist eine Methode um einzelne Moleküle auf der Oberfläche einer Nanospitze sichtbar zu machen, da das das elektrische Feld an den Molekülen überhöht wird. Obwohl es in den letzten Jahrzehnten etliche Forschungen dazu gab, ist der genaue Mechanismus der Strukturen, die von Molekülen erzeugt werden, immer noch unklar. Unabhängig von der Art der Moleküle treten immer zwei- und vierblättrige Strukturen auf dem Schirm der Beobachtung auf. Die lässt auf zwei mögliche Mechanismen schließen: Entweder werden Elektronen aus der Metallspitze an Molekülen an der Oberfläche gestreut oder die Elektronen kommen direkt aus den Molekülorbitalen. Im ersten Fall hängt die Strukture der beobachteten Abbildungen an der Struktur der Moleküle, während im zweiten Fall die elektronische Wellenfunktion der Moleküle ausschlaggebend ist. Um dies zu klären wurde laserinduzierte FEM (LFEM) verwendet. Der Laser wird die Elektronen im Molekül anregen, die anschließend im LFEM sichtbar gemacht werden. Die würde zu euner Veränderung der beobachteten Struktur führen. Die Untersuchungen wurden dabei an C60 Molekülen durchgeführt. Zunächst wurde die Position der Moleküle auf der Spitze des Mikroskops untersucht. In weiteren Untersuchungen wurden dann andere Strukturen im LFEM Experiment beobachtet als im FEM Experiment, was stark auf die Molekülorbitalen als Ursprung der Feldemission hinweist.

GaAs Nanodrähte sind zukunftsweisende Materialen für Anwendungen im Bereich der Solarenergie sowie für Bauteile im Nanometerbereich. Der pn-Übergang innerhalb der Nanodrähte ist für die Leistungsfähigkeit verschiedener Module von zentraler Bedeutung. Ein detailliertes Verständnis der Vorgänge in einem pn-Übergang im Nanobereich ist daher von großem Interesse. Im Rahmen dieser Arbeit wurden einzelne Nanodrähte mit axialem pn-Übergang elektrisch und optisch charakterisiert. Vier-Punkt Messungen im Multi-tip STM ermöglichen die Bestimmung des Widerstandes entlang eines Nanodrahtes mit hoher räumlicher Auflösung. Durch die Anwendung eines Transportmodells wurde die Dotierungskonzentration des n- und p-dotierten Nanodrahtsegmentes berechnet. Zusätzlich wurde die Dotierungskonzentration mithilfe räumlich aufgelösten optischen Messungen wie Mikro-Photolumineszenz (u-PL) und Kathodolumineszenz (CL) untersucht. Die Strom-Spannungs Charakteristik der Nanodraht pn-Übergänge wurde durch vier-Punkt Messungen räumlich aufgelöst ermittelt. Die vier-Punkt Methode ermöglicht die Bestimmung des Widerstandes einzelner Nanodrähte ohne den Einfluss von Kontaktwiderständen. Mithilfe des UHV Transfersystems war eine Charakterisierung der Proben ohne externe Verunreinigung möglich. Die Strom-Spannungskennlinie zeigte im Vergleich zu gewöhnlichen GaAs Dioden einen ähnlichen Verlauf. Jedoch wurde eine starke Anfälligkeit durch auftretende Oberflächenzustände herausgestellt, welche sich durch eine fehlende Passivierung verstärkt ausbilden. Die räumlich aufgelösten elektrischen und optischen Messungen tragen zu einem erweiterten Verständnis von pn-Übergängen im Nanobereich bei und können damit die weitere Entwicklung von Nanodrahtstrukturen unterstützen.