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Mehler, Alexander;
Two-dimensional materials on metal surfaces: impact on molecular frontier orbitals, vibrons and the moiré effect. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2021. - 1 Online-Ressource (viii, 127 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2021

In der vorliegenden Arbeit wird das Wachstum der zweidimensionalen Materialien Graphen und hexagonales Bornitrid (h-BN) auf den beiden metallischen Oberflächen Pt(lll) und Ru(000l), sowie die Interaktion eines organischen Moleküls mit diesen Probenoberflächen, mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops untersucht. Zuerst wird das Wachstum und die strukturellen Eigenschaften von Graphen und h-BN auf beiden metallischen Oberflächen beleuchtet. Dabei wird eine chemische Gasphasenabscheidungsmethode (CVD) mit dem Ausgangsstoff Ethen für das Graphenwachstum und eine alternative temperaturregulierte Wachstumsmethode (TPG) für das h-BN-Wachstum mit dem Ausgangsstoff Amminboran verwendet. Die beobachteten strukturellen Eigenschaften beider zweidimensionaler Materialen auf den jeweiligen Metalloberflächen werden diskutiert und verglichen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wird ein Verfahren zum Wachstum von Heterostrukturen bestehend aus Graphen und h-BN entwickelt. Die Heterostruktur wird analysiert und ein Modell mit festgelegter Rotation zwischen den einzelnen atomaren Lagen auf der Basis der experimentellen Beobachtungen erstellt. Während der Aufnahme von STM-Bildern mit verringertem Spitzen-ProbenAbstand kann eine zusätzliche hexagonale Struktur abgebildet werden. Zum Vergleich mit den experimentellen Daten wurden Dichtefunktionaltheorierechnungen (DFT) der Graphen/h-BN-Heterostruktur durchgeführt. Anschließend werden die spektroskopischen Signaturen der Molekülorbitale des organischen Moleküls Dibenzotetraphenylperiflanthen (DBP), welches auf Graphen bzw. h-BN auf Pt(lll) und Ru(00Ol) adsorbiert wird, miteinander verglichen. Veränderungen der Energie der Molekülorbitale von DBP werden genutzt, um Austrittarbeitsveränderungen auf verschiedenen Teilen des h-BNMoires zu beschreiben. Die Lücke der beiden Molekülorbitale bleibt auf verschiedenen Adsorptionsplätzen auf h-BN-bedecktem Pt(lll) unverändert, während sich die absolute Energie der Molekülorbitale gleichermaßen verschiebt. Im Gegensatz dazu ist die Energieveränderungen der Molekülorbitale auf h-BN-bedecktem Ru(000l) nicht gleichförmig, was mit einem möglichen Ladungstransfer zu begründen sein könnte. Die effiziente Reduzierung der Hybridisierung zwischen DBP und den Metalloberflächen mit Hilfe der zweidimensionalen Pufferschichten Graphen und h-BN wird weiter untersucht. Beide zweidimensionalen Materialen sorgen dafür, dass Franck-Condon-Anregungen in beiden Molekülorbitalen zu beobachten sind. Auf h-BN sind Schwingungsprogressionen mit zwei Vibrationsenergien mit verschiedenen Huang-Rhys-Faktoren und scharfen Vibrationsseitenbändern bis zur zweiten Vibrationsordnung zu sehen. Im Gegensatz dazu sind die Orbital- und Vibrationsspektrallinien auf Graphen breiter, wodurch die zweite Vibrationsprogression nicht mehr zu erkennen ist. In diesem Fall trägt also nur eine Vibrationsmode zum Franck-Condon-Spektrum bei.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000107
Liu, Long;
Constructing pseudocapacitive electrodes for supercapacitors based on rationally designed nanoarchitectured current collectors. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (XIV, 130 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Superkondensatoren sind als elektrochemische Energiespeicher von großer Bedeutung, was auf ihre hervorragende elektrische Leistung, ihre ausgezeichnete Reversibilität und ihre lange Lebensdauer zurückzuführen ist. Im Vergleich zu Batterien haben Superkondensatoren jedoch eine geringe Energiedichte, was ihre breite Anwendung einschränkt. Pseudokapazitive Materialien mit einer hohen theoretischen Kapazität sind sehr vielversprechend, um die Energiespeicherfähigkeit von Superkondensatoren zu erhöhen. Die Forschung an nanoarchitektonischen Stromspeichern zielt darauf ab, ihr volles Potenzial im Bereich der Ladungsspeicherung auszuschöpfen, indem man sich mit den herausfordernden Aspekten wie der inhärent niedrigen elektrischen Leitfähigkeit und dem trägen Lade- und Entladeverhalten der meisten pseudokapazitiven Materialien befasst. In diesem Zusammenhang wurden drei Arten von nanoarchitektonischen Stromkollektoren entworfen, um pseudokapazitive Elektroden zu konstruieren, die unter verschiedenen Aspekten untersucht werden sollten. Es handelt sich dabei um Nickel-Nanorod-Arrays (NN), geätzte poröse Aluminiumoxidmembranen (EPAM), die mit einer SnO2-Schicht beschichtet sind (EPAMSnO2), und in EPAM eingeschlossene Nickel-Nanodrähte (NiNWs-EPAM): Zunächst wird die Rolle von NN-Nanoarchitekten-Stromkollektoren in Superkondensator-Elektroden mit den pseudokapazitiven Materialien bei hoher Massenbelastung und dicker Schicht bewertet. Durch die elektrochemische Leistungs- und Impedanzanalyse der Elektroden mit und ohne die NN-nanoarchitektierten Stromkollektoren wird die Validierung des Designs von Dickschichtelektroden auf der Basis von nanoarchitektierten Stromkollektoren demonstriert. Zweitens werden EPAM@SnO2-Gerüste als nanoarchitektonische Stromkollektoren für Nanoelektroden entworfen und eingesetzt, um die Energiedichte des Mikro-Superkondensators (MSC) zu verbessern. Dank der orientierten und robusten Nanokanäle in EPAM@SnO2 können die daraus resultierenden Nanoelektroden sowohl die effektive Ionenmigration als auch die sehr große elektroaktive Oberfläche innerhalb des begrenzten Footprints synergetisch nutzen. Ein MSC wird schließlich konstruiert und weist eine rekordverdächtig hohe Leistung auf, was auf die Umsetzbarkeit des derzeitigen Designs für Energiespeichervorrichtungen hindeutet. Drittens wird der NiNWs-EPAM nanoarchitektierte Stromkollektor hergestellt, um nicht aggregierende und robuste eindimensionale (1D) Nanoelektroden-Arrays zu konstruieren. Das EPAM verhindert die Selbstaggregation von 1D-Nanoelektroden-Arrays und verleiht ihnen gleichzeitig eine hohe strukturelle Integrität und elektrochemische Stabilität während der Montage und des Betriebsprozesses der Geräte. MSCs, die mit diesen nicht aggregierenden und robusten 1D-Nanoelektroden bestückt sind, erreichen eine bemerkenswerte Energiespeicherleistung. Die im Rahmen dieser Arbeit zu nanoarchitektonischen Stromkollektoren für Superkondensatoren erzielten Ergebnisse geben einen Ausblick auf den Entwurf zukünftiger Energiespeicher und -wandler.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00047350
Gizatullin, Bulat;
Dynamic nuclear polarization NMR fast field cycling study complex systems. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (117 Blätter).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die dynamische Kernpolarisation (DNP) ist eine Methode zur Erzielung eines außerordentlich hohen hyperpolarisierten Kernspinzustands, welche aufgrund der erhöhten Empfindlichkeit ein zusätzliches Potenzial für Kernspinresonanz (NMR) -Techniken bietet. Zudem ist die DNP- Methode sowohl für Anwendungen in niedrigen, als auch in hohen Magnetfeldern geeignet und ermöglicht dabei für eine Vielzahl von Messbedingungen und Messsystemen eine Verbesserung der Empfindlichkeit. In dieser Arbeit werden die bisherigen Ansätze zur Kombination der DNP-Methode mit der Fast-Field-Cycling (FFC) NMR-Relaxometrie weiterentwickelt, um die Molekulardynamik in komplexen Systemen zu untersuchen. Die zugehörigen Maßnahmen zur Verbesserung der Datenqualität und die ausführliche Datenanalyse werden ebenso vorgestellt, wie der theoretische Hintergrund der Methode. Anhand einer Vielzahl unterschiedlicher Systeme werden die verschiedenen Kombinationen von DNP-Effekten und Interaktionstypen, sowie verschiedene Dynamikmodelle vorgestellt. Die Verteilung der transversalen Relaxationszeit (T2) wird zum Kodieren entsprechender Messungen der longitudinalen Relaxationszeit (T1) und der T2- aufgelösten DNP-Verstärkungsmessungen verwendet. Außerdem wird das Hauptproblem von DNP-FFC-Messungen, welches mit der radikalinduzierter Relaxivität zusammenhängt, mithilfe eines neu entwickelten Differenzenansatzes (Extrapolation) gelöst. Als ein Modellsystem für komplexe Systeme wird ein Blockcopolymer bestehend aus Polystyrol und Polybutadien untersucht, welches sich durch unterschiedliche Dynamiken, Relaxationseigenschaften und Polymer-Lösungsmittel-Wechselwirkungen der verschiedenen Blöcke auszeichnet. Es wird gezeigt, dass für in organischen Lösungsmitteln mit stabilen organischen Radikalen wie TEMPO und BDPA gelöste Blockcopolymere eine Kombination aus Overhauser-Effekt und Festkörper-DNP-Effekt mit einem bemerkenswerten Verstärkungsfaktor vorliegt. In einem nächsten Schritt wird die DNP-FFC-Methode auf einen Satz verschiedener schwerer Rohöle angewendet, die sich in Viskosität, Zusammensetzung und der Menge an freien Radikalen und Vanadylkomplexen unterscheiden. Die Verwendung eines fortschrittlichen Festkörper-DNP-Effekt-Modells liefert Informationen über die Kopplungsstärke und das relative Verhältnis von gekoppelten Elektronen und Kernspins. Das neue Potenzial der Methode wird anhand der Untersuchung von X-Kernsystemen wie 7Li, 13C und 2H demonstriert. Durch die Verwendung der DNP-Methode ist es erstmals möglich, die Relaxationseigenschaften von 13C bei ihrer natürlichen Konzentration in Flüssigkeiten zu untersuchen. Zusammenfassend präsentiert diese Arbeit fortschrittliche Entwicklungen und Anwendungen einer neuartigen DNP-FFC-Methode zur Untersuchung der Molekulardynamik und der Merkmale der Elektron-Kern-Wechselwirkung in einer Vielzahl komplexer Systeme, die an Beispielen von Polymeren, Lösungen, porösen Medien und Mehrkomponentenflüssigkeiten vorgestellt werden. Die meisten der in der vorliegenden Arbeit zum ersten Mal untersuchten Systeme wurden zur Entwicklung der kombinierten Analyse verwendet, einschließlich konventioneller Relaxationsdispersions- und DNP-Ansätze, die es ermöglichen, einzigartige detaillierte Informationen über Dynamik und Elektron-Kern-Wechselwirkungen zu erhalten.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000344
Hähnlein, Bernd;
Graphen - epitaktisches Wachstum, Charakterisierung und nicht-klassische elektrische Bauelementekonzepte. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (163 Blätter).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

In der vorliegenden Dissertation wurden die Schwerpunkte des Wachstums auf semi-isolierendem 6H-SiC, der Schicht- als auch der Bauelementecharakterisierung auf Basis von epitaktischem Graphen behandelt. Die Schichten wurden mittels REM, AFM, LEED, XPS und ARPES untersucht. Anhand von REM Aufnahmen wurde durch einen neuartigen Ansatz die Qualität der Schichten über die Bildentropie mit den Wachstumsparametern korreliert. Für die Bestimmung der Schichtdicke mit Hilfe von XPS wurden (a-)symmetrische Fit-Funktionen und ihr Fehler bei der Dickenbestimmung betrachtet. Der zweite Schwerpunkt befasst sich mit der Charakterisierung der hergestellten Schichten durch Raman- und FTIR-Spektroskopie. Die Einflüsse von Verspannung, Fermi-Niveau und Lagenzahl auf das Raman-Spektrum des Graphen wurden klassifiziert und quantifiziert. Uniaxiale konnte von biaxialer Dehnung anhand des Unterschieds in der G/2D-Dispersion unterschieden werden, die Asymmetrie der G-Mode wird dabei maßgeblich von uniaxialer Dehnung, der Lage des Fermi-Niveaus als auch durch Transferdotierung bei Anwesenheit von Adsorbaten beeinflusst. Zunehmende Lagenzahl verursachte eine Blauverschiebung der 2D-Mode bei zunehmender Halbwertbreite. Mittels FTIR wurden Änderung des Reststrahlenbands des SiCs in Abhängigkeit des Wachstums durch Anregung eines Oberflächenplasmon-Polaritons im Graphen untersucht. Eine Auswertemethode wurde entwickelt, um die sich im Divisionsspektrum der Reflektivitäten ausbildende Fano-Resonanz zu beschreiben. Die Intensität der resultierenden Fano-Resonanz wird dabei maßgeblich von der Verschiebung der Modell-Oszillatoren zueinander beeinflusst. Der dritte Schwerpunkt befasst sich mit der Strukturierung und Charakterisierung von vollständig aus Graphen bestehenden, Three Terminal Junctions (TTJ) und Side-Gate-Transistoren (SG-FET). Für die Vermessung kleinster Strukturbreiten anhand von REM-Aufnahmen wurden Methoden zur Schwingungskorrektur und der Breitenbestimmung nahe/unterhalb der Auflösungsgrenze des REMs hergeleitet. Es konnte gezeigt werden, dass TTJs einen Gleichrichtungseffekt mit hoher Gleichrichtungseffizienz aufweisen. Des Weiteren wurden die auftretenden Stromverstärkungseffekte untersucht. Die realisierten SG-FETs zeigen vergleichbar gute Eigenschaften wie konventionelle Top-Gate-Transistoren auf bei Minimierung parasitärer Einflüsse.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000335
Nägelein, Andreas;
Ladungsträgertransport in Nanodrahtstrulturen. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (xii, 154 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die Integration von III-V-Halbleitern mit der etablierten Silizium-Technologie hat einen hohen Stellenwert bei der Weiterentwicklung vieler opto-elektronischen Bauelemente. Da hierbei Materialien mit unterschiedlichen Kristallstrukturen und Gitterparameter kombiniert werden müssen, entstehen Kristalldefekte, welche die Leistung und Effizienz dieser Bauteile beeinträchtigen. Unter Verwendung von Nanodrahtstrukturen, in denen mechanische Spannungen sehr effizient abgebaut werden können, ist es möglich, die Defektdichte zu reduzieren. Zudem kann von der Nanodrahtgeometrie, mit ihren einzigartigen Eigenschaften, profitiert werden. In dieser Arbeit wird ein ausgefeiltes Multi-Spitzen Rastertunnelmikroskop (MT-STM) eingesetzt, um den Ladungsträgertransport in freistehenden Nanodrahtstrukturen eingehend zu untersuchen. Das Ziel dieser Dissertation ist es, ein detailliertes Verständnis über den Dotierstoffeinbau, die Leitungskanäle bei verschieden starker Dotierung sowie die Funktion ladungstrennender Kontakte in Nanodrähten zu entwickeln. In einem ersten Schritt werden die Ergebnisse des MT-STMs mit denen konventioneller Transferlängenmessung verglichen und bewertet. Die gute Übereinstimmung der ermittelten spezifischen Leitfähigkeit und Dotierstoffkonzentration, die hohe Ortsauflösung und die wenigen Prozessschritte bestätigen die Überlegenheit des MT-STMs gegenüber konventionellen Methoden. Die Vermessung verschieden dotierter Nanodrähte ermöglicht es den Dotierstoffeinbau im Detail zu untersuchen. Der Vergleich der Leitfähigkeiten dieser Drähte unmittelbar nach dem UHV-Transfer mit denen nach Oxidation an Luft, ermöglicht zudem die Evaluation der Auswirkungen von Oberflächenterminierungen auf den Ladungsträgertransport. Die für opto-elektronische Anwendung notwendigen ladungstrennenden Kontakte werden in axialer sowie radialer Ausführung untersucht. Hierbei ist die Ermittlung der exakten Dotierstoffprofile mit höchster räumlicher Auflösung besonders wichtig, da abrupte Halbleiterkontakte beim sogenannten vapor-liquid-solid Wachstum kaum realisierbar sind. Die vorliegende Arbeit schafft die Voraussetzungen für ein detailliertes Verständnis des Ladungsträgertransports und zur präzisen Ermittlung von Dotierprofilen in Nanodrähten, wodurch die Grundlage für die Verbesserung von Nanodraht-Bauelemente geschaffen wird.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00040691
Xu, Rui;
Boosting solar energy harvesting with ordered nanostructures fabricated by anodic aluminum oxide templates. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (X, 122 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

In dieser Dissertation habe ich drei Arten von hochgeordneten Nanostrukturen realisiert, einschließlich 1D-PTP-Au-Core / CdS-Shell-Array, Au-NW / TiO2-NT-Janus-Hetero-Nanostruktur-Array und 2D-Metall-SPhCs. Diese fortschrittlichen Architekturen könnten als vielseitige Gerüste zum Aufbau energiebezogener Geräte eingesetzt werden und haben ein großes Potenzial, die Gesamtleistung drastisch zu verbessern und die durch die planare Konfiguration auferlegten Grenzen zu durchbrechen. Insbesondere die geordneten Nanostruktur-Arrays mit mehreren Komponenten sind von großer Bedeutung, und die entsprechenden Geräte können die Vorteile dieser nanostrukturierten Komponenten kombinieren, wodurch die relevante Leistung systematisch verbessert wird. Darüber hinaus ermöglichen die hohe Regelmäßigkeit der Nanostrukturverteilung, die Gleichmäßigkeit der Nanounits sowie die steuerbaren Größen und Profile der Nanostruktur die resultierenden Architekturen als leistungsfähige Plattform, um die spezifischen Energieumwandlungsreaktionen mikroskopisch zu untersuchen. Diese Ergebnisse könnten wiederum die weitere Entwicklung der relevanten Geräte leiten.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00040679
Emelianov, Vitali;
Bandversetzte Heterostrukturen für die Nutzung der heißen Ladungsträger in Solarzellen der dritten Generation. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (166 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Die vorliegende Arbeit präsentiert Ergebnisse der experimentellen Prüfung des originalen Konzepts für eine Heißladungsträgersolarzelle. Die zu entwickelnde Solarzelle soll einen Energiegewinn durch fotogenerierte Heißladungsträger nachweisen und somit einen neuartigen Ansatz für die Weiterentwicklung effizienterer Solarzellenaufzeigen aufzeigen. Zwei Prototypstrukturen auf der Basis von Au:Zn/InP/PbSe/ZnO:Al und Ag/ZnTe/PbSe/ZnO:Al wurden mit kosteneffektiven Technologieprozessen hergestellt. Die Bandversätze und der Kristallaufbau in einer neuartigen heteroepitaktischen ZnTe/PbSe-Struktur wurden bestimmt und publiziert. Die gesamte Bänderanordnung der beiden Prototypzellen wurde rekonstruiert und analysiert. Beide Prototypzellen wurden sowohl mit klassischen als auch mit einer neuartigen Doppelstrahlmessmethode charakterisiert. In der zweiten Doppelheterostruktur wurde eine höhere Ausbeute an Heißladungsträgern festgestellt und diese begründet. An diesem zweiten Prototyp wurde unter natürlicher Sonnenbeleuchtung und bei Raumtemperatur eine Leerlaufspannung größer als die Bandlücke des Absorbers ermittelt. Dieses für Heißladungsträgersolarzellen charakteristische Verhalten wurde mit weiteren unabhängigen Messungen bestätigt. Die für den zweiten Solarzellenprototyp ungewöhnlichen Kennlinien erforderten eine neue Interpretation der Dynamik der Heißladungsträger auf Basis der Kinetischen Transporttheorie und der Thermoelektrizitätstheorie. Beide Modelle wurden anhand der bisher bekannten Phänomene betrachtet und in der vorliegenden Arbeit präsentiert.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000722
Reiß, Stephanie;
Untersuchung von Glasdegradationsprozessen mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (i, 143 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals mit Hilfe von XPS und AFM systematisch das Alterungsverhalten von Floatgläsern unter Berücksichtigung von drei kommerziell relevanten Aspekten untersucht: Vorspannprozesse, Korrosion bei Belegung mit Partikeln und Glasschutzmittel. Es konnten zwei spezifische Carbonatphasen nachgewiesen werden, die unter dem Einfluss von warmer, feuchter Umgebungsluft auf Floatglasoberflächen entstehen: Dendritisches Trona und Natriumhydrogencarbonat. Des Weiteren wurde im oberflächennahen Bereich Mg-Diffusion nachgewiesen. Ermöglicht wird sie durch die Akkumulation von Na und Ca und den damit verbundenen Änderungen der Glasstruktur und -zusammensetzung an der Oberfläche. Thermisches Vorspannen hat keinen signifikanten Einfluss auf diese Prozesse. Chemisches Vorspannen führt jedoch zu signifikanten Veränderungen: Es kommt zu einer erheblich inhomogeneren lateralen Ausbildung von Kristalliten, während chemische Veränderungen in der Glaszusammensetzung nur halb so tief in das Glas hineinreichen. Ursache ist das beim chemischen Vorspannen eingebaute K, welches die Zwischenräume des Glasnetzwerks verengt, so dass ein Eindringen von Wasserspezies erschwert wird. Untersucht wurde auch der Einfluss von Sandpartikeln der Sahara auf Glaskorrosion. Der anhaftende Sand verstärkt die Auslaugung der Netzwerkwandler drastisch und beeinflusst Kristallisationsprozesse sowie die Chemie der Glasoberfläche. Während er die Bildung von Carbonatphasen drastisch unterdrückt, führt er zur Entstehung von Ca-Anorthit und Na-Phillipsit. Diese können im weiteren Bewitterungsverlauf das Glas besonders stark schädigen, da sie unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit eine hochbasische Umgebung bilden, die zur Auflösung des Glasnetzwerks führt. Erstmals wurde der Einfluss eines kommerziell erhältlichen Glasprotektors auf Flachglas untersucht, um seinen möglichen Nutzen für die Floatglasreinigung abzuschätzen und seine Wirkungsweise zu verstehen. Das saure Milieu des Protektors führt zu einer verstärkten Auslaugung von Na, was die Eindiffusion von im Protektor enthaltenem Zn in das Glas ermöglicht, welches das Netzwerk durch Stärkung geschwächter Glasverbindungen stabilisiert. Das dem Protektor beigemischte Bi diffundiert nicht in das Glas ein, sondern lagert sich an dessen Oberfläche ab und schützt diese dort. Unter Langzeiteinwirkung bildet sich eine Schutzschicht aus geringvernetztem hydratisierten Zinkphosphat aus. Deren Dicke ist mit unter 15 nm nach 19 Tagen äußerst gering und führt somit zu keinen störenden Interferenzerscheinungen. Die Ausbildung dieser Präzipitatschicht kann durch die Anwesenheit von Sn auf der Floatglasoberfläche erheblich beschleunigt werden.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000077
Fluhr, Daniel;
Evaluation und Charakterisierung lokaler Defekte in organischen optoelektronischen Bauelementen mittels bildgebender Verfahren und Simulationen. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (III, 124 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von Defekten und deren Dynamik, die lokal in der Energiekonvertierungsfläche von Solarzellen auftreten. Ziel war es eineindeutige Erkennungsmerkmale für unterschiedliche Defekttypen aufzustellen und die Erscheinungsbilder der Defekte in Bildgebende Messmethoden besser zu verstehen. Die Defekte wurden dazu sowohl experimentell untersucht als auch durch Simulationen rekonstruiert. Besonderes Augenmerk lag auf der Untersuchung der zeitlichen Entwicklung des "dark spot" Defektes. Zum Einsatz kamen Bildgebende Elektrolumineszenz (ELI), Lichtinduzierte Strom Kartografierung (LBIC) und Loch-in Wärmebilder (DLIT). Diese Methoden lassen ortsaufgelöste Aussagen über die Proben zu. Elektrische Schaltkreissimulationen wurden eingesetzt, um den Signal-Verlauf der bildgebenden Messmethoden zu reproduzieren. Abschließend wurde betrachtet, inwieweit es möglich ist, durch eine Kombination von zwei bildgebenden Verfahren (ELI und LBIC), ortsaufgelöst Rückschlüsse auf quantitative Größen ziehen zu können. Dazu wurden diese beiden komplementären Messmethoden durch eine gemeinsame Auswertung kombiniert. Es zeigt sich, dass die dynamische Entwicklung des "dark spot" Defekts durch ein Diffusionsmodell beschrieben werden kann. Die weiterentwickelten elektrischen Schaltkreissimulationen bieten die Möglichkeit, die Signalverläufe von ELI, LBIC und DLIT im Umfeld der lokal auftretenden Defekte beschreiben zu können. In Verbindung mit den experimentellen Ergebnissen ist es möglich, Kombinationen verschiedener Messsignale aus mehreren bildgebenden Methoden mit unterschiedlichen Defekttypen zu verknüpfen. Die kombinierte Auswertung der Messsignale ermöglicht Aussagen über die lokalen Serien- und Parallelwiderstände der Zellen. Diese Erkenntnisse ermöglichen eine Qualitätskontrolle basierenden auf bildgebenden Messverfahren. Die in der Arbeit entwickelten und modifizierten Methoden lassen sich sowohl auf organische als auch auf andere Solarzellentypen sowie flächige organische Leuchtdioden anwenden.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000219
Schmidl, Gabriele;
Plasmonisch aktive Schichten und Nanostrukturen für die Material- und Sensorentwicklung. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (120, vi Blätter).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Evaluierung neuer Materialkombinationen und kostengünstiger Herstellungstechnologien für die Realisierung definierter, spezieller optischer Eigenschaften von Oberflächen, Nanopartikeln (NP) und -strukturen auf Basis von Schichttechnologien, insbesondere in Hinblick auf die Integration in Sensorplattformen für die Bioanalytik. Plasmonisch aktive Oberflächen z.B. als LSPR-Oberflächen oder SERS-Substrate erfordern anwendungsbezogene Eigenschaften. Deshalb werden in der Arbeit unterschiedliche Herstellungsverfahren von NP und Strukturen, wie die Temperatur- und Matrix-induzierten Verfahren, ein Laser-induziertes Verfahren und das Template-Stripping untersucht und die experimentellen Ergebnisse diskutiert. Als Schichtmaterialien wird auf fcc-Edelmetalle wie Au und Ag eingegangen, die für die Bioanalytik besonders interessant sind. Bei der Sputter-Abscheidung wachsen diese substratunabhängig mit einer (111)-Vorzugsorientierung auf und bilden, insbesondere bei niedrigen Drücken, sehr glatte und dicht gepackte Oberflächen aus. Diese glatten Oberflächen verbessern die Güte der Schicht und verlängern damit die Propagationslänge der SPP. Die Plasmonik von NP, d.h. die Dichteoszillationen der freien Ladungsträger, werden nicht nur von der Größe, der Form und dem Material, sondern auch von dem Umgebungsmedium bestimmt. Das Aufbringen einer Schicht in fester Phase auf die NP - in dieser Arbeit SiO2, SiNx, ZnO, Al2O3, STO oder YBCO - beeinflusst nicht nur die LSPR-Bande durch einen anderen Brechungsindex der Umgebung, sondern wirkt sich auch auf den Partikelbildungsprozess bzw. Umformungsprozess selbst aus. Als besonders interessant stellten sich die Matrix-induzierte NP-Bildung unter Verwendung einer STO-Schicht und der UV-Laser-induzierte Prozess heraus. Weiterhin werden messtechnische Ansätze für hybride Bioanalytik-Plattformen realisiert, mit denen durch die Kombination von optisch sensitiven Nachweismethoden (Cavity-Ring-Down Verfahren und planare Ring-Wellenleiter-Strukturen) mit der Plasmonik eine Steigerung bezüglich Selektivität und Sensitivität in der Bioanalytik erreicht werden kann. So war es z.B. möglich mit der Sensorplattform basierend auf der Cavity-Ring-Down Methode kombiniert mit der NP-Plasmonik und mikrofluidischem System einen DNA-Nachweis mit einem LOD von ca. 3fM zu realisieren.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000020