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Blockhaus, André;
Tribologische Untersuchungen von Polymeren unter verschiedenen Umweltbedingungen. - 93 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Die Mechanismen, die die Reibung zwischen Skibelag und Schnee bewirken, sind noch nicht vollständig verstanden. Um dies genauer zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit verschiedene Aspekte, wie Schneebeschaffenheit, Präparation, Belagsart, Topographie der Proben und Feldversuche analysiert. Des Weiteren konnte der Reibkontakt zwischen Schnee und Ski auf den Einzelkontakt einer Eiskugel gegen den Skibelag reduziert werden. Mit diesem Vorgehen waren Messungen an einem Mikrotribometer in einer Kühlkammer möglich. Der untersuchte Temperaturbereich von -14 bis 0 [Grad]C entspricht dabei den realen Gegebenheiten beim Skifahren. In diesem Temperaturbereich wurden Reibungsexperimente mit verschiedenen Normalkräften, Eiskugeldurchmessern, Belagspräparationen und Belagsarten durchgeführt. Die Charakterisierung der Proben erfolgte durch Licht- und Konfokalmikroskopie, durch Messungen von Kontaktwinkeln sowie durch AFM-Messungen. Bei den Feldtests wurden einerseits Schneeuntersuchungen und andererseits Skitests durchgeführt. In den Ergebnissen konnte gezeigt werden, dass die einzelnen Präparationsschritte sowie die verschiedenen Belagsarten teilweise einen bedeutenden Einfluss auf das Reibungsverhalten des Systems SkibelagSchnee haben. Weiterhin konnte eine Korrelation zwischen Labor- und Skitest bei bestimmten Umgebungsbedingungen nachgewiesen werden.



Neumann, Christiane;
Tribologische Untersuchungen an dentalen Oberflächen. - 120 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Bei der Zahnpflege treten verschiedene Wechselwirkungen auf, bei deren Beschreibung die unterschiedlichen Mechanismen und Randbedingungen der biologischen Materialien berücksichtigt werden müssen. Bisher wurden die verschiedenen Einflussfaktoren wie Reinigungsleistung, Polierwirkung und Minimalabrasion im oberflächennahen Bereich sowie die Wechselwirkungen unter der Berücksichtigung von Speichel, Pellikel und mechanischem Kontakt von Filament und Zahn noch nicht zuverlässig messtechnisch erfasst und bewertet. Dies stellt eine anspruchsvolle und bisher noch nicht gelöste Aufgabe dar. Durch ihre Lösung soll die Entwicklung neuer Zahnpflegeprodukte effektiv unterstützt werden. - Ziel dieser Arbeit war die komplexe Analyse des Reinigungsprozesses unter Berücksichtigung tribologischer Aspekte. Dazu wurde der Zahnputzvorgang auf den Kontakt von einem Bürstenfilament mit der Zahnschmelzoberfläche reduziert. Die Versuche wurden am Mikrotribometer durchgeführt und verschiedene Situationen nachgestellt. So konnten die Reibwerte für den Prozess des Zähneputzens sowie der Einfluss des umgebenden Mediums (destilliertes Wasser, Speichel oder Zahnpasta-Slurry) und der Oberflächenpräparation (poliert oder gefärbt) ermittelt werden. Im Anschluss an diese Versuche wurde die Oberflächentopographie analysiert und der Abrieb des Belages sowie des Zahnmaterials bei den verschiedenen Versuchen ermittelt. Es wurde gezeigt, dass nur die Verwendung einer Zahnpasta den Belag vollständig entfernen kann, es bei Verwendung dieser aber in Abhängigkeit vom RDA-Wert zu Verschleißerscheinungen am Zahnschmelz kommt. Anhand der Reibwerte konnte eine Abschätzung für die Reibleistung getroffen werden und es wurden Wege aufgezeigt, wie diese Energie für biochemische Reaktionen genutzt werden kann, sodass neue Zahnpflegeprodukte hinsichtlich ihrer Wirkungsweise optimiert werden können und die Reinigung nicht mehr ausschließlich auf mechanischem Wege mit Hilfe von Abrasivstoffen erfolgt.



Möller, Christian;
Inline-Inspektion von mc-Silizium-Wafern hinsichtlich Materialdefekten. - 50 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Knapp über die Hälfte der hergestellten Solarzellen bestehen aus multikristallinen Silizium. Herstellungsbedingt sind Materialdefekte wie Einschlüsse und Mikro-Cracks nicht zu vermeiden. Es ist wirtschaftlich sinnvoll, Wafer mit solchen Materialdefekten vor der Prozessierung zu erkennen und auszusondern. In dieser Arbeit wurden die von einem Micro Crack Inspection System ausgesonderten Wafer prozessiert und elektrisch vermessen. An den fertigen Zellen wurden Elektrolumineszenz-, CoreScan- und Laser Scanning Mikroskop Untersuchungen durchgeführt. So konnten die erkannten Defekte an der fertigen Solarzelle dargestellt und bewertet werden. - Schlagwörter: mc-Silizium, Materialdefekte



Koch, Roland Joachim;
Graphene formation on different materials studied by HREELS, STM, XPS, LEED and UPS. - 79 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2009

Graphen ist eine der zukunftsträchtigsten Errungenschaften der letzten Jahre auf dem Gebiet der Festkörperphysik. Die zweidimensionale Graphitstruktur weist außergewöhnliche physikalische und elektronische Eigenschaften auf. In dieser Arbeit wird Graphen mit oberflächenphysikalischen Methoden untersucht, das auf zwei unterschiedliche Arten hergestellt wurde. Großflächiges Graphen, das mittels Chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) auf polykristallinem Nickel gewachsen ist, wurde mit UV - Photoelektronenspektroskopie (UPS) und Rastertunnelmikroskopie (STM) untersucht. Epitaktisches, auf Siliziumkarbid gewachsenes Graphen, wurde mit hochauflösender Elektronenenergieverlustspektroskopie (HREELS), Elektronenbeugung (LEED) und Röntgen - Photoelektronenspektroskopie (XPS) untersucht. Das CVD-gewachsene Graphen zeigt im STM ein kontinuierliches Moiré-Muster an der Oberfläche, was auf eine sehr gute Kristallqualität hinweist. Mittels UPS wurde ein Endzustandseffekt beobachtet, welcher eine unterscheidung des Graphens nach der Qualität erlaubt. In den HREELS - Messungen wurde eine Kopplung der sogenannten Fuchs Kliewer Phononen mit den Ladungsträgern beobachtet. Eine Simulation der HREELS - Spektren auf Grundlage der Dielektrischen Theorie ermöglicht die Bestimmung von Ladungsträgerdichte, Ladungsträgerbeweglichkeit und effektiver Masse der Ladungsträger im Graphen.



Willunat, Annika;
Charakterisierung von GaSb-basierenden Halbleiter-Scheibenlasern mit Emissionswellenlängen von 2 [mu]m. - 68 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Der VECSEL (engl.: Vertical-External Cavity-Surface-Emitting-Laser) stellt eine effiziente und kompakte Bauform des Halbleiterlasers dar, die es möglich macht, hohe Ausgangsleistungen bei guter Strahlqualität zu erreichen. - VECSEL, die im Wellenlängenbereich zwischen 2 [my]m und 3 [my]m emittieren, können mittels (AlGaIn)(AsSb)-basierender Halbleiterstrukturen realisiert werden. In diesem Materialsystem treten starke temperaturabhängige physikalische Prozesse auf, die einer hohen Ausgangsleistung bei guter Temperaturstabilität des Lasers entgegenwirken. Dies muss bei der Konzeption effizienter VECSEL im Infrarot mitberücksichtigt werden. - In dieser Arbeit werden anhand der Leistungskenndaten unterschiedlicher im Bereich von 2 [mu]m emittierender VECSEL-Schichtstrukturen Möglichkeiten, wie durch Variation der Material- und Strukturparameter der Verlauf temperaturabhängiger Eigenschaften des Lasers beeinflusst werden kann, untersucht und diskutiert. Der Fokus liegt hierbei erstens auf dem Einfluss des temperaturabhängigen spektralen Überlapps zwischen dem optischen Materialgewinn und der Resonanz der Struktur, beschrieben durch den Gain Offset, und zweitens auf den Auswirkungen, die eine Verlängerung des aktiven Bereichs der Halbleiterstruktur auf die Leistungscharakteristik des VECSEL hat.



Jäger, Tino;
Magnetic and compositional analysis of Fe and Galfenol grown by MBE on GaAs. - 82 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In den letzten Jahren hat das Interesse an Galfenol (FeGa Legierung) stark zugenommen. Terfenol (Tb1-xDyxFe2), das als magnetostriktives Material jetzt schon kommerziell konkurrenzfähig mit piezoelektrischen Materialen ist, besitzt oft jedoch nicht die nötige mechanische Festigkeit. Da es zudem Seltene Erden beinhaltet, ist das Interesse an anderen Materialien groß. Seit 1998 Galfenol vorgestellt wurde, sind verschiedene Anwendungen bereits durchgeführt worden. Viele Herstellungsverfahren für makroskopische Mengen an Galfenol und deren Einfluss auf die magnetostriktiven Konstanten wurden untersucht. Für mikroelektronisch-mechanische Systeme (MEMS) wird die Herstellung von kleinen Strukturen wichtig. Um das Material optimal einzusetzen, müssen ihre physikalischen Eigenschaften genauer untersucht und verstanden werden. Die Ursache der Magnetostriktion in Galfenol wird dabei immer noch diskutiert. Neben Sputtertechniken, die zur Herstellung von dünnen Filmen verwendet werden, wird im Rahmen dieser Diplomarbeit die Möglichkeit des Wachstums von Galfenol durch Molekularstrahlepitaxie untersucht. Durch Variation der Verdampfungszellentemperaturen kann Galfenol mit beliebigen Ga Konzentrationen leicht hergestellt werden. Durch die große Anzahl Materialien, die bereits mit Molekularstrahlepitaxie gewachsen wurden, ermöglicht diese Technik die Abscheidung von verschiedenen Heterostrukturen mit glatten Grenzflächen. Damit eröffnet die Molekularstrahlepitaxie neue Optionen bezüglich Wachstum und Charakterisierung von Galfenol. Die Charakterisierung mit Hilfe mittels der Photoelektronenspektroskopie (XPS) und der vibrierenden Proben Magnetometrie (VSM) ist im Fokus dieser Diplomarbeit. Der Einbau von Ga in Fe Filme wird demonstriert. Dabei bleiben dünne Fe Filme bis 26 % Ga Konzentration einkristallin. Frühere Studien von Wun-Fogle haben gezeigt, dass einkristallines Galfenol bei Ga Konzentrationen um 18 %, die größte Magenostriktivität (400ppm) entlang der <100> Richtungen aufweist. Hysteresekurven mit Ga Konzentrationen von 8 bis 26 % wurden im Rahmen der Diplomarbeit gemessen, wobei die kleinsten Koerzitivfelder entlang der leichten Richtungen für Ga Konzentrationen zwischen 16 und 20 % beobachtet wurden.



Albert, Steven;
Growth of thin film Galfenol on GaAs(110) with molecular beam epitaxy. - 102 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In der vorliegenden Arbeit wird das erste erfolgreiche Wachstum von einkristallinem dünnen Galfenol (Fe1-xGax)-Schichten auf GaAs (110) mittels Molekularstrahlepitaxy (MBE) behandelt. Hierbei ist zwischen die Galfenol-Lage und das GaAs (110) eine ZnSe-Lage implementiert worden, um eine Diffusion des Ga in die Fe-Lage zu verhindern. - Bei Galfenol handelt es sich um ein magnetostriktives Material, welches in einkristalliner Form eine Magnetostriktion von bis zu 400 ppm aufweist. Dies in Kombination mit den sehr guten mechanischen Eigenschaften macht Galfenol zu einem vielversprechenden Kandidaten für mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS)-Anwendungen. - Aus diesem Grund ist ein besseres Verständnis der magnetischen Charakteristika von Galfenol in Dünnschichtform notwendig, was den Anstoß zu der vorliegenden Arbeit gegeben hat. - Die Ga-Dotierung der Fe-Lage ist bei einer Probentemperatur von 150 [Grad]C erfolgt. Bei einer Temperatur der Fe-Quelle von 1350 [Grad]C hat die Wachstumsrate von Fe 7 nm/h betragen. Die Ga-Quelle ist in einem Bereich von 820 [Grad]C bis 900 [Grad]C betrieben worden, was zu Dotierungen von 8.1 at.% Ga, 16.3 at.% Ga, 19.4 at.% Ga, 26.1 at.% Ga und 26.3 at.% Ga geführt hat. Ga-Konzentrationen sind mittels X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) bestimmt worden. - Für die Beurteilung der Qualität der Galfenol-Lage sind Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED)- sowie Vibration Sample Magnometer (VSM)-Messungen verwendet worden. Die RHEED-Messungen zeigen ein Linienmuster entlang aller drei Hauptachsen für alle Konzentrationen, was auf ein erfolgreiches Wachstum von einkristallinem Galfenol schließen lässt. Dieses Ergebnis wird durch die deutlich sichtbare Anisotropie in den mittels VSM entlang der drei Hauptachsen gemessenen Hysteresekurven bestätigt. - Zur Analyse des Heterosystems sind ebenfalls XPS-Tiefenprofile angefertigt worden.



Hamsen, Christoph;
Wachstum und Analyse ultradünner Schichten von Galliumnitrid auf Saphir. - 126 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Galliumnitrid (GaN) ist ein künstlich gezüchteter Gruppe-III-Nitrid-Halbleiter mit einer großen Bandlücke von etwa 3,4 eV, dessen Hauptanwendungen in der Hochleistungs-, Hochfrequenz- und Hochtemperaturelektronik sowie der Optoelektronik und Sensorik liegen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ultradünne Schichten von N-polarem alpha-GaN mittels Plasma-unterstützter Molekularstrahlepitaxie (PAMBE) auf zuvor thermisch und mechanisch präparierten Saphir (Al2O3) gewachsen und mittels hochenergetischer Elektronenbeugung (RHEED), Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht. Schichtdicken des Adsorbaten von 0-4 nm ermöglichen eine Analyse des chemischen und elektronischen Übergangs sowie des Einflusses des Substrates auf die Schicht. Das Wachstum wurde auf zwei Arten, schichtweise und direkt, durchgeführt. Es zeigt sich, dass beide Methoden zwar stöchiometrische Schichten erzeugen, bei ersterer jedoch eine deutlich größere Rauheit der Oberfläche auftritt. - Eine Bestimmung des Valenzbandoffsets zwischen GaN und Al2O3 zeigt einen Sprung am Übergang von 1,6-1,7 eV und eine weitere Verbiegung mit zunehmender Schichtdicke von 0,3-1 eV, welche stark von der Qualität der gewachsenen Schicht abhängt. - Eine Untersuchung des chemischen Übergangs zwischen Substrat und Adsorbat mittels Asymmetrien im XPS weist auf eine AlGaO3 bzw. Ga-Al2O3 Übergangsbindung hin, bei der die unterste Lage Gallium sowohl Bestandteil der obersten Lage Saphir als auch der ersten Lage GaN ist.



Hühner, Maik;
Lösungsprozessierte Polymer-Solarzellen : Kompatibilität zur industriellen Materialbasis. - 105 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Für eine industrielle Produktion von Polymer-Solarzellen ist es unerlässlich neue Lösungsmittel für das Standard -Materialsystem P3HT:PCBM [Poly(3-hexylthiophen):Phenyl-[6,6]-C61-buttersäuremethylester] aufzufinden um den Wettbewerbsvorteil, gerade in Hinsicht auf die geringen Herstellungskosten, nicht zu verlieren. In dieser Arbeit wurden systematisch unterschiedliche nichthalogenierte Lösungsmittel, die für die Substitution der zurzeit verwendeten Lösungsmittel in Frage kommen, ausgewählt und untersucht. Das Verhalten der Materialen in reinen Lösungsmitteln, sowie Lösungsmittelgemischen und der daraus erzeugten Schichten, wurden durch spektroskopische Untersuchungsmethoden geprüft. Gleichzeitig wurde der Einfluss verschiedenartiger Additive auf die sich ausbildende Perkolation des Volumengemisches analysiert. Es wurde gezeigt, dass die Verwendung unterschiedlicher Additive, in der photoaktiven Lösung, großen Einfluss auf die Selbstorganisation des P3HT hat. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurde das Verhalten von Additiven auf die charakteristischen Kennzahlen der Solarzelle untersucht. Es wurde festgestellt, dass sich durch Zugabe der Additive immer eine Verbesserung der Solarzellenparameter einstellt, solange eine bestimmte Konzentration nicht überschritten wurde.



Kruber, Stephan;
Single-sided NMR studies on epoxy paints. - 73 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Die Arbeit behandelt den Trocknungsprozess von Farben und erläutert die generelle Zusammensetzung von Farben. Für die verwendete Technik werden die Grundlagen der Kernspinresonanz erläutert und eine zusätzliche Abhandlung der NMR-MOUSE gegeben. Die Messungen mit diesem Gerät, welche auf Epoxidfarben angewendet wurden, werden aufgezeigt und Schlussfolgerungen zu ihren Trocknungsprozess erläutert.