@phdthesis{Globig2005, author = {Globig, Daniel}, title = {Entwicklung eines Verfahrens zur schnellen Detektion aromatischer Spurenstoffe in Wasserproben basierend auf der Kopplung von Laserionisation, Ionenfallen - Massenspektrometrie und automatisierter Festphasenanreicherung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000833}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2005}, abstract = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Entwicklung eines schnellanalytischen Verfahrens zur Bestimmung aromatischer Spurenstoffe in Wasserproben. Das Verfahren basiert auf der Kopplung der Festphasenmikroextraktion (SPME) mit der Lasermassenspektrometrie (LAMS). F{\"u}r die Probenanreicherung wurde ein vollautomatisiertes Verfahren in Form der „in-tube SPME" entwickelt. Nach der Anreicherung werden die Analyten gaschromatographisch getrennt und in einem kommerziellen Ionenfallen - Massenspektrometer nachgewiesen, dass f{\"u}r die Laserionisation modifiziert wurde. Relevante Verfahrensparameter (Sensitivit{\"a}t, Linearit{\"a}t, Reproduzierbarkeit…) wurden f{\"u}r Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) {\"u}berpr{\"u}ft. Die in der Wasseranalytik geforderten Nachweisgrenzen zur Untersuchung von polyzyklischen Aromaten werden mit der vollautomatisierten, analytischen Technik problemlos erreicht. Die Zeitdauer f{\"u}r eine Analyse ist dabei gering. Bei einer Anreicherungszeit von nur 30 min wurden PAK's bis zu einer Konzentration von 1 ng/l nachgewiesen. Die Ergebnisse der Untersuchung von Umweltproben zeigen, dass mit der entwickelten instrumentellen Technik ein schnellanalytische Methode zur Verf{\"u}gung steht, die sowohl im Labor, als auch im Feld zur spurenanalytischen Bestimmung von Aromaten in Wasserproben eingesetzt werden kann.}, subject = {Spurenanalyse; Organischer Stoff; Ionenfalle; Lasermassenspektrometrie; Multiphotoionisation; Festphasenmikroextraktion; Gaschromatographie}, language = {de} } @phdthesis{Arguirov2007, author = {Arguirov, Tzanimir Vladimirov}, title = {Electro-optical properties of dislocations in silicon and their possible application for light emitters}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-5837}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2007}, abstract = {This thesis addresses the electro-optical properties of silicon, containing dislocations. The interest in those properties is driven mainly by two practical reasons. One is the optical characterisation of multicrystalline silicon for solar cells, and the other is the design of light emitting diodes based on silicon by enhancement of silicon radiative properties via introduction of dislocations. The work demonstrates that dislocation specific radiation may provide a means for optical diagnostics of solar cell grade silicon. It provides insight into the mechanisms governing the dislocation recombination activity, their radiation, and how are they influenced by other defects present in silicon. We demonstrate that photoluminescence mapping is useful for monitoring the recombination activity in solar cell grade silicon and can be applied for identification of contaminants, based on their photoluminescence signatures. It is shown that the recombination at dislocations is strongly influenced by the presence of metals at the dislocation sites. The dislocation radiation activity correlates with their electrical activity. Thus, photoluminescence mapping at room temperature may provide a means for revealing and characterising of dislocation-rich regions in multicrystalline silicon. It is shown that the dislocation and band-to-band luminescence are essentially anti-correlated. The band-to-band intensity being related to the diffusion length of minority carriers can be used for measurements of diffusion length, as long as the surface recombination rate is controlled. Moreover, photoluminescence mapping can be used for the detection of optically active defects in solar grade materials. Thus, betaFeSi2 precipitates, with a luminescence at 0.8 eV, were detected within the grains of block cast materials. They exhibit a characteristic feature of quantum dots, namely blinking. The second aspect of the thesis concerns the topic of silicon based light emitters for on-chip optical interconnects. The goal is an enhancement of sub-band-gap or band-to-band radiation by controlled formation of dislocation-rich areas in microelectronics-grade silicon as well as understanding of the processes governing such enhancement. For light emitters based on band-to-band emission it is shown, that internal quantum efficiency of nearly 2 \% can be achieved, but the emission is essentially generated in the bulk of the wafer. On the other hand, light emitters utilizing the emission from dislocation-rich areas of a well localized wafer depth were explored. Three different methods for reproducible formation of a dislocation-rich region beneath the wafer surface were investigated and evaluated in view of their room temperature sub-band-gap radiation: (1) silicon implantation and annealing, (2) epitaxially grown SiGe buffer, and (3) direct wafer bonding. The most promising dislocation-based emitter appears the utilization of a dislocation network produced by wafer bonding. It is shown, that monochromatic D1 radiation (wavelength 1.5 µm) can be generated in a well localised depth of the wafer. The radiation is not absorbed in silicon and such localized emitter can, potentially, be coupled with silicon waveguides and Ge-based detectors for optical interconnects.}, subject = {Silicium; Versetzung ; Lumineszenz; Lumineszenz; Versetzungen; Silizium; Luminescence; Dislocations; Silicon}, language = {en} } @phdthesis{Hartmann2013, author = {Hartmann, Carsten}, title = {Aluminiumnitrid-Volumenkristallz{\"u}chtung mittels physikalischen Gasphasentransports}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-28992}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {In der Promotionsarbeit wurde ein Z{\"u}chtungsverfahren zur Herstellung strukturell hochqualitativer AlN-Volumenkristalle mittels PVT-Methode entwickelt. Wesentliche Grundvoraussetzungen daf{\"u}r sind ein thermisch und chemisch stabiles Tiegelmaterial, ein AlN-Quellmaterial mit Sauerstoffverunreinigungen <300 ppm und AlN-Keime mit hoher kristalliner Perfektion. Unter den getesteten potenziellen Tiegelmaterialien (BN, TaC, TaN, NbC, NbN, TaB2, W) zeigten sich TaC und mit Abstrichen W unter AlN-Z{\"u}chtungsbedingungen ausreichend stabil und wurden f{\"u}r die Wachstumsversuche verwendet. Zur effektiven Reduzierung der Sauerstoffverunreinigungen im AlN-Quellmaterial wurde ein karbothermischer Reduktionsprozess entwickelt, welcher eine Restsauerstoffkonzentration im Quellmaterial von <300 ppm gew{\"a}hrleistet. AlN-Keime f{\"u}r die Homoepitaxie von AlN-Volumenkristallen wurden durch heteroepitaktisches Wachstum auf SiC-Substraten und {\"u}ber spontane Nukleation freistehender AlN-Kristalle hergestellt. Beim heteroepitaktischen Wachstum auf SiC zeigte sich eine starke Abh{\"a}ngigkeit von der Substratpolarit{\"a}t. Wachstum auf C-polarem SiC ist mit geringeren {\"A}tzgrubendichten von 5*10^4 - 10^6 cm^(-2) gegen{\"u}ber Si-polarem Wachstum mit {\"A}tzgrubensdichten von 5*10^6 - 10^7 cm^(-2) gekennzeichnet. F{\"u}r beide Substratpolarit{\"a}ten wurden Modelle des Anwachsstadiums entwickelt. AlN-Kristalle mit bis zu 35 mm im Durchmesser wurden gez{\"u}chtet. Die hohe Rissneigung aufgrund von Abk{\"u}hlspannungen und Si-Konzentrationen von mehreren Prozent im gewachsenen AlN-Kristall vermindern aber die Kristallqualit{\"a}t erheblich. Eine sehr hohe kristalline Perfektion kann hingegen durch spontane Nukleation freistehender AlN-Kristalle auf einer Zwischenebene in der Tiegelmitte gew{\"a}hrleistet werden. Bei Nukleationstemperaturen von 2200 °C wurden isometrische Kristalle mit 12*12*14 mm^3 gez{\"u}chtet. Die Kristalle weisen eine zonare Struktur auf, welche durch einen in [000-1]-Richtung gewachsenen Kernbereich mit Versetzungsdichten <10^2 cm^(-2) und einem senkrecht um den Kernbereich gewachsenen Randbereich mit Versetzungsdichten von 10^2 - 10^4 cm^(-2) gekennzeichnet ist. Strukturell hochqualitative (000-1)-Keime wurden aus spontan nukleierten isometrisch gewachsenen AlN-Kristallen pr{\"a}pariert und f{\"u}r die homoepitaktische Volumenkristallz{\"u}chtung verwendet. Unter Zuhilfenahme numerischer Temperaturfeldsimulationen wurde ein angepasster Keimhalter entwickelt, welcher ein leicht konvexes Temperaturfeld am Keim gew{\"a}hrleistet und Parasit{\"a}rwachstum unterdr{\"u}ckt. Somit konnten AlN-Volumenkristalle homoepitaktisch gez{\"u}chtet werden, welche eine Durchmesservergr{\"o}ßerung unter Beibehaltung der hohen strukturellen Qualit{\"a}t der Keimkristalle zeigen. Dieses Verfahren bietet die Grundlage, durch die Z{\"u}chtung mehrerer Kristallgenerationen eine Durchmesseraufweitung auf industriell relevante Gr{\"o}ßen von 1-2" zu erreichen.}, subject = {Transport; Gasphase; Kristallwachstum; Gasphasenz{\"u}chtung; Volumenkristallz{\"u}chtung; Nitrid-Halbleiter; Substrat; Vapour growth; Bulk growth; Nitride semiconductor; Substrate}, language = {de} } @phdthesis{Hempel2017, author = {Hempel, Maria}, title = {Development of a novel diamond based detector for machine induced background and luminosity measurements}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-42865}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {The LHC is the largest particle accelerator and storage ring in the world, used to investigate fundamentals of particle physics and to develop at the same time the technology of accelerators and detectors. Four main experiments (ATLAS, ALICE, CMS and LHCb) , located around the LHC ring, provide insight into the nature of particles and search for answers to as yet unexplained phenomena in the universe. Two proton or heavy ion beams circulate in the LHC and are brought into collision in the four experiments. The physics potential of each experiment is determined by the luminosity, which is a ratio of the number of the events during a certain time period to the cross section of a physics process. A measurement of the luminosity is therefore essential to determine the cross section of interesting physics processes. In addition, safe and high-quality data-taking requires stable beam conditions with almost no beam losses. Each experiment has its own detectors to measure beam losses, hereafter called machine induced background. One such detector is installed in CMS, BCM1F. Based on diamond sensors it was designed and built to measure both, the luminosity and the machine induced background. BCM1F ran smoothly during the first LHC running period from 2009-2012 and delivered valuable beam loss and luminosity information to the control rooms of CMS and LHC. At the end of 2012 the LHC was shut down to improve the performance by increasing the proton energy to 7TeV and decreasing the proton bunch spacing to 25ns. Due to the success of BCM1F an upgrade of its sensors and readout components was planned in order to fulfil the new requirements. The upgrade of the sensors comprises a two pad instead of one pad metallization. 24 instead of the previous 8 single crystal diamond sensors were foreseen for the new BCM1F to enhance the robustness and redundancy. To instrument BCM1F, 59 sensors were electrically characterized by measuring the leakage current, signal stability and charge collection efficiency. Quality criteria were defined to select sensors for the final installation. An overview of these measurements including a summary of the results is given in this thesis. In addition, an upgraded amplifier was developed within the collaboration in 130nm CMOS technology. It has a peaking time of 7ns instead of the 22ns of the one previously installed. A BCM1F prototype comprising a two pad sensor and the upgraded amplifier was tested at the DESY-II accelerator in a 5GeV electron beam. Results of these test-beam measurements are presented in this thesis as well as simulations to interpret the measurements. The installation of the upgraded BCM1F was completed in 2014. In 2015 BCM1F was commissioned and started to measure luminosity and machine induced background. At the end, the thesis will describe both types of measurements with the focus on machine induced background demonstrating the functionality of BCM1F.}, subject = {BCM1F; Diamond; Sensor; Beam loss; CMS; BCM1F; Diamant; Sensor; Stahlverlust; CMS; LHC; Luminosit{\"a}t ; Strahlungsdetektor}, language = {en} } @phdthesis{Koehler2017, author = {K{\"o}hler, Leonard}, title = {Surface and interface study of kesterite-based and related thin-film solar cell structures}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-43544}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {The chemical and electronic structure of the interfaces of kesterite-based and related absorber materials in thin-film solar cell device-relevant layer stacks have been investigated with x-ray based spectroscopic techniques (XPS, HAXPES, XAES, XES, and XAS). The analyzed materials are CZTS absorbers with their interfaces to the Mo back contact and to different Zn(O,S)-buffer layers, SnS absorbers with partly N-doped ZnO buffer layers, and 2 absorbers with (Cd,Zn)S buffer layers. We find an unchanged CZTS surface in this series which has a profound effect on the ZnOS growth. Instead of a constant composition throughout the buffer thickness, we find S-rich material growing directly on the CZTS in the ALD process. The conduction band offset is found to be around -0.21(+-0.15) eV. The measured cliff is reduced by chemical interface modification towards a flat band alignment. The interface effect during annealing at the CZTS back contact where MoS2 forms occurs even at low annealing temperatures below 500°C. Sn spectra of liftoff CZTS back sides, annealed on the Mo contact, resemble the precursor at all temperatures while Sn spectra of CZTS front sides are almost single phase after standard annealing. A TiN interlayer was effectively introduced to prevent reactions at the CZTS/Mo interface. We find a strong impact of ALD deposited ZnO on oxidized SnS absorber surfaces, resulting in metallic Sn formation. In contrast, doped ZnO:N reduces the SnS much less agressively. The strong downwards bending for both ZnO and SnS at the ZnO/SnS junction that we find for undoped ZnO contact layers is drastically reduced if ZnO:N contact layers are used. The smaller cliff in the conduction band of 0.2 eV for ZnO:N/SnS makes this junction much more interesting for solar cell applications than the ZnO/SnS with a large cliff of 0.55 eV. The chemical analysis of the (Cd,Zn)S:Ga/CuSbS2 reveals chemical interaction at the junction. We find an additional species on the high energy side of the Cu peak for all samples. The interface species can be explained with the changed buffer composition at the interface, particularly low S and Cd content and increased Ga concentration, and could also be affected by the presence of O and hydroxides. We find an upwards surface band bending of -0.15 eV for the bare absorber. At the junction, we see downwards band bending of up to 0.2(+-0.09) eV in the absorber and strong upwards band bending of -0.75(+-0.28) eV in the buffer. The junction is not an abrupt transition from one homogenious material to another. The buffer growth is strongly affected by the absorber. Also the electronic structure on both sides is significantly affected. We find a conduction band alignment with a large cliff of -1.3(+-0.3) eV.}, subject = {X-ray photoelectron spectroscopy; Kesterite; Thin-film solar cell; Interface analysis; R{\"o}ntgenphotoelektronenspektroskopie; Kesterit; D{\"u}nnschichtsolarzelle; CZTS; D{\"u}nnschichtsolarzelle; Oberfl{\"a}chenphysik; Grenzfl{\"a}chenphysik; Kesterit; R{\"o}ntgen-Photoelektronenspektroskopie; Zn(O,S)}, language = {en} } @phdthesis{Henyk2003, author = {Henyk, Matthias}, title = {Partikelemission bei der Ablation dielektrischer Materialien mit ultrakurzen Laserpulsen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000371}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2003}, abstract = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen Beitrag zum Verst{\"a}ndnis mikroskopischer Prozesse zu leisten welche an der Laser-Ablation dielektrischer Kristalle mit ultrakurzen Laserpulsen beteiligt sind. Die von den Targets emittierten elektrisch geladenen Partikel werden mit einem Flugzeitmassenspektrometer nachgewiesen, und die resultierende Morphologie der Targetoberfl{\"a}che wird ex-situ mit Methoden der optischen Mikroskopie bzw. der Raster-Elektronenmikroskopie charakterisiert. Die Absorption der Laserstrahlung f{\"u}hrt zu Multiphotonen-Ionisationsprozessen, so dass es zu einer Coulomb-Explosion der Oberfl{\"a}che kommt. Bei hohen Laserintensit{\"a}ten gibt es außerdem thermische Beitr{\"a}ge zu Ablation (Phasen-Explosion). F{\"u}r die resonante Unterst{\"u}tzung der Photoelektronenemission sind materialabh{\"a}ngige Oberfl{\"a}chenzust{\"a}nde (z. Bsp. F-Zentren) wichtig. An BaF2 (111) Oberfl{\"a}chen wird ein „Layer-by-Layer" Abtrag beobachtet. Die Partikelemission hinterl{\"a}sst eine instabile Oberfl{\"a}che, deshalb kann es im Ablationskrater zur Ausbreitung von Oberfl{\"a}chenwellen und der Bildung von Ripples durch selbst-organisierte Prozesse kommen.}, subject = {Ionenkristall; Laserablation; Laserimpuls; Femtosekundenbereich; Flugzeitmassenspektrometrie; Laser; Ablation; Dielektrisches Kristall; Laserpuls}, language = {de} } @phdthesis{Ohlerich2009, author = {Ohlerich, Martin}, title = {Investigations of the physics potential and detector development for the ILC}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-14409}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2009}, abstract = {The International Linear Collider offers a lot of different interesting challenges concerning the physics of elementary particles as well as the development of accelerator and detector technologies. In this thesis, we investigate two rather separate topics - the precision measurement of the Higgs boson mass and of its coupling to the neutral gauge boson Z and the research and development of sensors for BeamCal, which is a sub-detector system of the ILC detector. After the Higgs boson has been found, it is important to determine its properties with high precision. We employ the Higgs-strahlung process for this purpose. A virtual Z boson is created in the electron-positron collisions, which emits a Higgs-boson while becoming on-shell. Using the so-called recoil technique, we determine the Higgs boson mass by reconstructing the Z boson momentum and using the center-of-mass energy of the colliding leptons. This technique allows to measure the Higgs boson mass without considering the Higgs boson decay, i.e. it can be applied even to a Higgs boson invisibly decaying. Monte-Carlo studies including a full detector simulation and a full event reconstruction were performed to simulate the impact of a realistic detector model on the precision of the Higgs boson mass and production cross-section measurement. Also, an analytical estimate of the influence of a given detector performance on the Higgs boson mass measurement uncertainty is given. We included a complete sample of background events predicted by the Standard Model, which may have a detector response similar to the signal events. A probabilistic method is used for the signal-background separation. Several other probabilistic methods were used to investigate and improve the measurement of the Higgs-strahlung cross-section and the Higgs boson mass from the recoil mass spectrum obtained after the signal-background separation. For a Higgs boson mass of 120 GeV, a center-of-mass energy of 250 GeV and an integrated luminosity of 50/fb, a relative uncertainty of 10\% is obtained for the cross-section measurement, and a precision of 118 MeV for the Higgs boson mass. The original motivation to use the recoil technique for a Higgs boson mass measurement independent on its decay modes could not be completely confirmed. For a Higgs boson mass of 180 GeV and 350 GeV, a statistics corresponding to 50/fb is not sufficient to achieve the necessary significance of the recoil mass peak above the background. The BeamCal is a calorimeter in the very forward region, about 3 m away from the nominal interaction point and surrounding the beam pipe. Due to its location, a lot of beamstrahlung pair particles will hit this calorimeter, representing a challenge for the operational reliability of the sensors under such harsh radiation conditions. We investigated single-crystal and polycrystalline CVD diamond, gallium arsenide and radiation-hard silicon as sensor candidates for their radiation hardness and found that diamond and gallium arsenide are promising. We used a 10 MeV electron beam of few nA to irradiate the samples under investigation up to doses of 5 MGy for diamond, up to about 1.5 MGy for gallium arsenide and up to about 90 kGy for silicon. We measured in regular periods the CCD to characterize the impact of the absorbed dose on the size of the signal, which is generated by electrons of a Sr-90 source crossing the sensor. Additional measurements such as the dark current and the CCD as functions of the voltage completed the characterization of the sensor candidates. For the single-crystal CVD diamond, also the thermally stimulated current was measured to determine amongst others the defect density created by irradiation. In the diamond samples, evidence for strong polarization effects inside the material was found and investigated in more detail. A phenomenological model based on semi-conductor physics was developed to describe the sensor properties as a function of the applied electric field, the dose and the dose rate. Its predictions were compared with the results of the measurements. Several parameters such as time scales and cross-sections were determined using this model, which led to ongoing investigations.}, subject = {Detektor; Speicherring; Higgs-Teilchen; Higgs-Bosonmasse; Detektor; Detektorentwicklung; ILC; Higgs boson mass; Detector development; ILC}, language = {en} } @phdthesis{Fahr2008, author = {Fahr, Martin}, title = {Parasit{\"a}re W{\"a}rmefl{\"u}sse und Verunreinigungen in Reinstmetall-Fixpunktzellen der Internationalen Temperaturskala}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-4639}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2008}, abstract = {Die internationale Temperaturskala von 1990 wird im Bereich von -38,8344°C bis 961,78°C neben dem Wasser- und dem Quecksilber-Tripelpunkt durch Schmelz- und Erstarrungstemperaturen von Reinstmetallen definiert. Die Unsicherheiten bei der Darstellung und Weitergabe der Basiseinheit Kelvin des Internationalen Einheitensystems in diesem Bereich (und somit auch der Einheit Grad Celsius und aller abgeleiteten Einheiten) werden dominiert von den Unsicherheiten der Realisierung dieser Fixpunkte und diese wiederum von einem Beitrag, der vom Einfluss in den Metallen gel{\"o}ster Verunreinigungen herr{\"u}hrt und bis jetzt nur pauschal abgesch{\"a}tzt wurde. Zwar wird versucht, noch reineres Fixpunktmetall zu verwenden, aber wesentliche Verbesserungen bez{\"u}glich der Reproduzierbarkeit der Fixpunkttemperaturen k{\"o}nnen nur durch eine Korrektion dieser Beitr{\"a}ge erreicht werden. Voraussetzungen f{\"u}r diese Korrektion sind nicht nur eine chemische Spurenanalyse der Fixpunktmetalle mit Unsicherheiten und Detektionsgrenzen am aktuellen technischen Limit, sondern auch die Kenntnis der Auswirkungen jeder einzelnen Verunreinigung auf die Fixpunkttemperatur. Diese Abh{\"a}ngigkeit der Phasen{\"u}bergangstemperatur von der Konzentration der jeweiligen Verunreinigung wird auf Grund fehlender Kenntnisse im Bereich kleinster Konzentrationen von 10^-9 bis 10^-5 (mol/mol) experimentell durch gezielte Dotierung der Fixpunktmetalle bestimmt. Um die dargestellten Probleme grundlegend zu l{\"o}sen, wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei verschiedene Fixpunktzelldesigns entwickelt. Beide erlauben eine Messung und Kontrolle des Drucks der Gasatmosph{\"a}re und sind außerdem wiederverschließbar, wodurch sie eine chemische Analyse des Fixpunktmaterials erm{\"o}glichen, das sich in der Zusammensetzung wesentlich von dem unterscheiden kann, mit dem die Zelle bef{\"u}llt worden ist. W{\"a}hrend der eine Zelltyp f{\"u}r Kalibrierzwecke konstruiert worden ist und den herk{\"o}mmlichen Zellen {\"a}hnelt, wurde der zweite Typ auf die Verwendung von deutlich weniger Fixpunktmetall hin optimiert, so dass er sich unter anderem gut f{\"u}r die erw{\"a}hnten Dotierungsexperimente eignet. Zun{\"a}chst allerdings bringen die Ver{\"a}nderungen im Design gegen{\"u}ber den {\"u}blichen Fixpunktzellen unvermeidlich eine Vergr{\"o}ßerung unerw{\"u}nschter parasit{\"a}rer W{\"a}rmefl{\"u}sse mit sich, welche als sogenannte thermische Effekte die gemessene Fixpunkttemperatur verf{\"a}lschen. Diese fallen bei der angestrebten Verwendung von h{\"o}chstreinem Fixpunktmetall relativ zu den anderen Einflussgr{\"o}ßen umso mehr ins Gewicht, deswegen wurde ihre Untersuchung zu einem weiteren Schwerpunkt der Arbeit. Dabei konnte ein Verfahren zur Quantifizierung und Korrektion und ein besseres Verst{\"a}ndnis dieser Effekte entwickelt werden, welche f{\"u}r Metallfixpunktzellen jeder Bauart n{\"u}tzlich sind. Im Ergebnis liegen die Unsicherheiten bei den Messungen mit den verkleinerten Zellen unver{\"a}ndert im Bereich weniger hundert Mikrokelvin. Die Zellen eignen sich daher sehr gut, die Beeinflussung der Phasen{\"u}bergangstemperatur der Metallfixpunkte durch die Dotierung mit anderen Elementen im Konzentrationsbereich von 10^-7 bis 10^-5 zu bestimmen. Bevor dies abschließend auch experimentell mit Untersuchungen an ausgew{\"a}hlten bin{\"a}ren Systemen gezeigt wird, werden thermodynamische Berechnungen dargestellt, die erstmals eine Vielzahl von m{\"o}glichen Verunreinigungen in den Fixpunktzellen ausschließen, so dass sich nicht nur die Anzahl zu untersuchender m{\"o}glicher Verunreinigungen in den Fixpunkten erheblich reduziert, sondern auch die Anzahl zu ber{\"u}cksichtigender Beitr{\"a}ge bei der angestrebten Korrektion der Fixpunkttemperaturen. Alles in allem steht nun eine Methodik zur Verf{\"u}gung, die Unsicherheit bei der Darstellung der internationalen Temperaturskala im industriell besonders wichtigen Bereich von -40°C bis 1000°C mindestens um den Faktor 3 zu reduzieren.}, subject = {Metall; Verunreinigung; W{\"a}rmestrom; Internationale Temperaturskala; Temperaturfixpunkte; ITS-90; Verunreinigungen in ultrahochreinen Metallen; Thermische Effekte; Strahlungstransport; Temperature fixed-points; ITS-90; Impurities in ultra-pure metals; Thermal effects; Radiation transport}, language = {de} } @phdthesis{Lublow2009, author = {Lublow, Michael}, title = {Surface analytical characterization of horizontal and vertical nanotopographies at the silicon/silicon oxide/electrolyte phase boundaries}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-14390}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2009}, abstract = {Nanotopography development induced by photoelectrochemical in situ conditioning of silicon is followed using a combination of surface sensitive analysis techniques. In an etching study, vertical nanostructure analysis reveals a buried stressed layer within silicon, identified by Brewster-angle analysis (BAA). In conjunction with in system synchrotron radiation photoelectron spectroscopy (SRPES), a superior quality hydrogen terminated Si(111) surface could be prepared by obliteration of the intermediate stressed layer. Using a novel photoelectrochemical structure formation method, a variety of vertical nanotopographies has been generated and analyzed by in situ Brewster-angle reflectometry (BAR) and scanning probe microscopy (SPM). Shaping of the nanostructures became possible by real-time monitoring using BAR. Appearances range from aligned single nanoislands with improved aspect ratio to connected Si nano-networks. A model was developed to describe the nanostructure formation based on stress-induced selective oxidation. Increased local photo-oxidation is found to result in the formation of extended horizontal micro- and nanostructures with fractal properties. Within a defined light intensity range, the structures reveal the azimuthal symmetry of the investigated crystal planes (111), (100), (110) and (113). The observed features could be reproduced using a model that is based on the interplay of stress in silicon, oxidation by light generated excess holes and locally increased etching in fluoride containing solution.}, subject = {Siliciumdioxid; Oberfl{\"a}chenanalyse; Silicium; Oberfl{\"a}chenanalyse; Selbstorganisierte elektrochemische Systeme; Optik; Silicon; Surface analysis; Self-organized electrochemical systems; Optics}, language = {en} } @phdthesis{Ratzke2012, author = {Ratzke, Markus}, title = {Kraftmikroskopie als Werkzeug zur Charakterisierung elektrischer Oberfl{\"a}cheneigenschaften}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-24440}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2012}, abstract = {Die stetig fortschreitende Miniaturisierung in der Halbleiterindustrie macht es notwendig, Oberfl{\"a}chenparameter mit Aufl{\"o}sung im Nanometerbereich zu messen und auch abzubilden. Von gr{\"o}ßtem Interesse sind hierbei das Oberfl{\"a}chenpotential und die Kapazit{\"a}t der oberfl{\"a}chennahen Bereiche, da diese Aussagen {\"u}ber die elektronische Struktur erlauben. Hierbei muss großes Augenmerk auf die M{\"o}glichkeit der zerst{\"o}rungsfreien und pr{\"a}parationsarmen Messung gelegt werden, da jede Behandlung der zu untersuchenden Materialien deren Oberfl{\"a}cheneigenschaften {\"a}ndert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden auf der Atomkraftmikroskopie basierende Methoden sowohl experimentell als auch mit Hilfe von Simulationen auf ihre Anwendbarkeit f{\"u}r die Untersuchung von Halbleiteroberfl{\"a}chen evaluiert. Es stellt sich heraus, dass die kontaktfreien Methoden „Scanning Kelvin Probe Microscopy" und „Scanning Capacitance Microscopy" sehr gut geeignet sind, um die elektronische Struktur der Probenoberfl{\"a}che qualitativ zu beurteilen. Allerdings muss f{\"u}r quantitative Aussagen ein recht großer rechentechnischer Aufwand betrieben werden.}, subject = {Kraftmikroskopie; Halbleiteroberfl{\"a}che; Atomkraftmikroskopie; Silizium; Scanning Kelvin Probe Microscopy; Scanning Capacitance Microscopy; Atomic force microscopy; Silicon; Scanning Kelvin Probe Microscopy; Scanning Capacitance Microscopy}, language = {de} }