Studienabschlussarbeiten ThP2

Das Wachstumsverhalten dünner, epitaktisch hergestellter Schichten ist heutzutage für die Entwicklung von Bauelementen und funktionalen Materialsystemen von entscheidender Bedeutung, da die funktionalen Eigenschaften dieser Schichten nicht nur von ihrer chemischen Zusammensetzung sondern auch stark von der Morphologie abhängen. - Die Morphologie einer derartigen Schicht wird durch Prozesse, die im Submonolagenbereich stattfinden, insbesondere die Dynamik der Keimbildung, beeinflusst. In der Vergangenheit wurden diese Prozesse für das Aufwachsen einer Atomsorte ausgiebig untersucht und werden nun auch für komplizierte Situationen erweitert. - In der vorliegenden Arbeit wird mithilfe des Konzepts der Ratengleichungen das Wachstum binärer Schichten auf Substraten mit (100)-Oberflächen, das heißt Oberflächen mit quadratischer Geometrie, im Submonolagenbereich beschrieben. Ausgangspunkt sind hierbei bereits durchgeführte Untersuchungen der Inseldichte auf (111)-orientierten Oberflächen. - In dieser Arbeit wird insbesondere der Einfluss verschiedener Konfigurationen stabiler Dimere, bei sonst erst stabilen Tetrameren, auf die Ratengleichungen untersucht, da bei Codeposition Keime unterschiedlicher Zusammensetzung verschiedene Stabilitätseigenschaften aufweisen können. - Weiterhin werden Skalenrelationen aus den Ratengleichungen abgeleitet, die Dichte aller stabilen Keime in Abhängigkeit von Aufdampf- und Diffusionsrate beschreiben. Die Annahmen, die für diese Ableitung notwendig sind, wurden mit den Ergebnissen, die aus dem Satz von Ratengleichungen erhalten wurden, verglichen. Hierbei wurde gute Übereinstimmung festgestellt. - Es ist also gelungen, die für andere Systeme bekannten Skalenrelationen, auch für den in dieser Arbeit behandelten Spezialfall zu reproduzieren.

Über optische Messverfahren, wie beispielsweise der Streifenprojektion, gelingt heutzutage eine zuverlässige Rekonstruktion diffus streuender Objektoberflächen. Messgenauigkeiten von wenigen Mikrometern sind Stand der Technik. Bei Objekten mit spiegelnden Oberflächen versagen jedoch diese Messmethoden, denn ein Beobachter nimmt nicht die spiegelnde Oberfläche selbst war, sondern nur deren Wirkung. - Mittels phasenmessender Deflektometrie ist dennoch eine berührungslose Oberflächenmessung möglich. Die primäre Messgröße ist dabei die lokale Neigung. Eine eindeutige Rekonstruktion der Oberfläche ist hingegen ohne Zusatzwissen nicht zu erwarten. Unter Verwendung des Reflexionsgesetzes und mit der Annahme, dass die zu rekonstruierende Oberfläche hinreichend glatt ist, findet man eine Differentialgleichung, deren Lösungsraum unter anderem die gesuchte Oberfläche beinhaltet. Aus der Stereoansicht resultieren schließlich zwei Differentialgleichungen, deren gemeinsame Lösung die wirkliche Oberfläche repräsentiert. - In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie mittels phasenmessender Deflektometrie in Verbindung mit zwei Beobachtungskameras eine präzise Rekonstruktion spiegelnder Freiformflächen sowohl in Simulationsumgebungen als auch unter realen Bedingungen möglich ist.

Ionenleitende Gläser haben für viele Anwendungen, wie beispielsweise Festkörperbatterien, eine grosse Bedeutung. Ein grundlegendes Verständnis ihrer Leitungsmechanismen unterstützt die Entwicklung verbesserter Materialien. Zwei Methoden, die dafür in den letzten Jahren verwendet wurden, sind Molekulardynamik (MD)-Simulationen und Bindungsvalenz (BV) -Rechnungen, die beide eine Bestimmung von Diffusionspfaden der mobilen Ionen ermöglichen. Die Güte der BV-Methode ist mit Hinblick auf Gläser nicht klar, daher testen wir sie gegen MD-Simulationen von Lithium-Silikat-Gläsern. Es stellt sich heraus, dass die BV-Methode zwar ungeeignet ist um Li-Ionenplätze zu identifizieren, aber Teile des Diffusionspfades erfassen kann. Die teilweise Übereinstimmung von MD- und BV-Diffusionspfad beruht grösstenteils auf der Verwendung von Ausschlussradien um die Netzwerkatome. Zusätzlich werden Dichtefunktionalrechnungen von grossen LISON- [Li2SO4(N)] und Lithium-Metaborat- [Li2O-B2O3] Clustern durchgeführt, um molekulare Konfiguration zu erzeugen, die gute Repräsentanten lokaler Strukturen in Gläsern sind. Diese werden durch den Vergleich theoretischer und experimenteller Spektren evaluiert. Struktureigenschaften der Cluster werden untersucht und eine gute Übereinstimmung der verglichenen Spektren einiger Konfigurationen gezeigt. Erstmals wird gezeigt, dass Stickstoff in LISON Clustern Brücken zwischen SO3N2 & Anionen ausbildet. Es ist wahrscheinlich, dass dieser Mechanismus verantwortlich ist für die Bildung einer amorphen LISON Dünnfilmschicht beim Sputtern von Lithiumsulfat mit Stickstoff.

In der Diplomarbeit wurde ein neues Verfahren zur Auswertung von EKG-Signalen entwickelt. Ziel war es, eine Auswertung derart zu ermöglichen, daß nicht nur der Gesundheitszustand eines Patienten, sondern auch dessen Änderung charakterisiert werden kann.