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    <completedYear>2014</completedYear>
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    <completedDate>2014-11-10</completedDate>
    <publishedDate>--</publishedDate>
    <thesisDateAccepted>2014-10-28</thesisDateAccepted>
    <title language="deu">Untersuchungen zu Fanoresonanzen in der resonanten Photoelektronenspektroskopie</title>
    <title language="eng">Fanoresonances in the resonant photoelectron spectroscopy</title>
    <abstract language="deu">Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit stehen die Untersuchung von Fanointerferenzen innerhalb der wissenschaftlichen Methode der resonanten Photoelektronenspektroskopie. Basis dieser Methode ist die Interpretation aus dem Festkörper emittierter Elektronen. Die detektierten Elektronen können dabei aus direkten Photoemissionen oder Deaktivierungsprozessen (Spectator-/Participator-Zerfälle) nach resonanten Anregungen von Rumpfelektronen stammen. Führen beide Prozesse zum selben Systemendzustand, können die emittierten Elektronen interferieren, was sich in der Ausprägung eines charakteristischen Intensitätsprofils, dem Fano-Profil, äußert. Die Form des Intensitätsprofils kann dabei über den Fanoparameter q beschrieben werden. &#13;
Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die Diskussion von Fanointerferenzen an organischen (HOPG, Graphenflocken) und oxidischen (CuO, In2O3, SiO2) Materialsystemen. &#13;
Im HOPG und den untersuchten Graphenflocken konnten mittels der Analyse der Fanoprofile exzitonische Zustände innerhalb der Bandlücke nachgewiesen werden. &#13;
Durch die Untersuchungen am CuO konnte die Variation des Fanoparameters in Abhängigkeit vom Grundzustand des Systems gezeigt werden. &#13;
Die für die untersuchten In2O3 Einristalle beobachteten Interferenzen beruhen auf der Existenz besetzter Zustände an der Fermienergie. &#13;
Abschließend konnte eine Korrelation des jeweils auftretenden Fanoparameters mit den beobachteten multi-hole-Auger-Zerfällen nachgewiesen werden.</abstract>
    <abstract language="eng">In the framework of this thesis Fano-interferences within the scientific method of resonant photoemission spectroscopy are discussed. In photoemission spectroscopy electrons, emitted from the sample, are investigated. These emitted electrons can arise from different processes (direct photoemission, spectator/participator decays) within the deactivation of the sample after photon excitation. If more than one decay process leads to the same final state, the emitted electrons can interfere. This will, depending on the photon energy, result in a characteristic profile (Fano-profile) of the detected electron yield. The shape of these profile can be described by one parameter, the Fano-parameter q. &#13;
In this thesis Fano profiles in organic (HOPG, Graphene-flakes) and oxidic (CuO, In2O3, SiO2) systems are discussed. &#13;
From the analysis of the Fano profile in the organic systems the existence of excitonic states within the bandgap of the materials have been confirmed. &#13;
For CuO a dependence of the Fano-profile from the ground state of the material is discussed. &#13;
The investigation of In2O3 single crystals revealed the existence of filled states close to the Fermi energy in this material. &#13;
Finally a correlation between the observed Fano parameters and the appearance of multi hole Auger decays was proven.</abstract>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-31860</identifier>
    <licence>Keine Lizenz vergeben. Es gilt das deutsche Urheberrecht.</licence>
    <author>Matthias Städter</author>
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      <value>Fano</value>
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      <value>Fanointerferenzen</value>
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      <value>Festkörperphysik</value>
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      <value>In-gap Zustände</value>
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      <value>Resonante Photoelektronenspektroskopie</value>
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      <value>Fano-Effekt</value>
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      <value>Photoelektronenspektroskopie</value>
    </subject>
    <collection role="ddc" number="530">Physik</collection>
    <collection role="collections" number="">Wiss. Publikationen</collection>
    <collection role="old_institute" number="">LS Angewandte Physik / Sensorik</collection>
    <collection role="institutes" number="1503">FG Angewandte Physik und Halbleiterspektroskopie</collection>
    <thesisPublisher>BTU  Cottbus - Senftenberg</thesisPublisher>
    <thesisGrantor>BTU Cottbus - Senftenberg</thesisGrantor>
    <file>https://opus4.kobv.de/opus4-btu/files/3186/Städter_Matthias.pdf</file>
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    <id>3149</id>
    <completedYear>2014</completedYear>
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    <completedDate>2014-09-19</completedDate>
    <publishedDate>--</publishedDate>
    <thesisDateAccepted>2014-09-12</thesisDateAccepted>
    <title language="eng">Aluminium based micro mirrors exposed to UV laser light – in situ performance and degradation</title>
    <title language="deu">Aluminium basierte Mikrospiegel unter UV-Laserbestrahlung – in situ Verhalten und Alterung</title>
    <abstract language="eng">The present thesis characterises aluminium based micro mirrors exposed to UV laser light. Such micro mirrors, used in highly integrated spatial light modulators, can for example be used as programmable masks in DUV micro lithography. Therefore they are sensitive to any performance loss arising from material degradation or changes in the mirror curvature. The key question addressed in this thesis is the investigation of the in situ curvature change, which means characterisation during a real laser irradiation. For this purpose a measuring station was designed, combining a phase-shift interferometer, an optical microscope and the laser irradiation of the sample at 248nm. The Phase-shift interferometry technique used is a very sensitive contactless optical measurement principle, which allows a resolution of the sample surface in the single-digit nanometer range.&#13;
A multitude of irradiation tests were performed to describe the change of mirror curvature as a function of different irradiation parameters such as the pulse energy, the laser repetition rate or the ambient atmosphere. The most significant effect was detected by the variation of the applied pulse energy, which was in the range of 10⁻⁵J/cm²-10⁻²J/cm². A general conclusion was that a minimum energy of 10⁻⁵J/cm² at a repetition rate of 1kHz is required to detect any laser induced change of the mirror curvature. At higher energy levels two characteristic behaviours can be distinguished. Up to a level of 10⁻³J/cm² the mirrors show a permanent concave bowing in the range of λ/100. A further increase of the pulse energy causes an accumulating bowing in the opposite direction (convex) of λ/10 within some ten million laser pulses. However this convex bowing partially relaxes after the irradiation is stopped.&#13;
Another aspect of the thesis was the determination of laser induced material degradation. For this purpose irradiated mirrors were investigated by means of different devices and analytical techniques such as atomic force microscopy (AFM), reflectometry and transmission electron microscopy (TEM). The AFM analysis showed a slight increase of surface roughness and a directional change of the grain size. As a result of the TEM analysis it turned out that arrangement and shape of the grains seems not to have changed. But after the irradiation the growth of a porous oxide layer up to 20nm on the upper mirror surface was noticed.&#13;
Finally different hypotheses are proposed to explain the mechanisms behind the observed concave and convex bowing at particular pulse energies. In this connection it is assumed that the mirrors at pulse energies larger than 10⁻³J/cm² do not show a static bowing at all. It is rather assumed that the mirror bow oscillates with the laser repetition rate.</abstract>
    <abstract language="deu">Die vorliegende Arbeit behandelt die Charakterisierung Aluminium-basierter Mikrospiegel unter UV-Laserbestrahlung. Eben solche Mikrospiegel werden in hochintegrierten räumlichen Lichtmodulatoren verwendet und z.B. als programmierbare Masken in der DUV- Mikrolithographie eingesetzt. Entsprechend empfindlich verhalten sie sich gegenüber Verlusten ihrer Funktionseigenschaften z.B. durch Degradation des Spiegelmaterials oder Änderungen der Spiegeltopographie. Die Kernfrage dieser Arbeit ist die Untersuchung der in situ Krümmungsänderung unter Laserbestrahlung. Zu diesem Zweck wurde ein Messplatz entworfen. Dieser kombiniert ein phasenschiebendes Interferometer (PSI) mit optischem Mikroskop und Laserbestrahlung bei 248nm. PSI ist ein sehr empfindliches optisches Messprinzip und ermöglicht die Auflösung der untersuchten Oberfläche im einstelligen Nanometerbereich.&#13;
Eine Vielzahl von Bestrahlungstests wurde durchgeführt, um die Krümmungsänderung der Spiegel in Abhängigkeit verschiedener Bestrahlungsparameter zu untersuchen. Der größte Effekt wurde bei der Variation der Laserpulsenergie (im Bereich 10⁻⁵J/cm²-10⁻²J/cm²) beobachtet. Hierbei hat sich gezeigt, das erste Änderungen der Krümmung bei Werten von 10⁻⁵J/cm² detektiert wurden. Bei höheren Pulsenergien können zwei typische Verhaltensweisen unterschieden werden. Bis zu 10⁻³J/cm² zeigen die Spiegel eine permanente konkave Krümmungsänderung von λ/100. Die weitere Erhöhung der Pulsenergie führt jedoch zu einer Änderung in entgegengesetzter Richtung (konvex). Diese summiert sich innerhalb einiger 10 Millionen Pulse zu Werten von λ/10 auf. Außerdem zeigt diese konvexe Krümmungsänderung eine teilweise Relaxation nach Beendigung der Bestrahlung.&#13;
Ein weiterer Aspekt der Arbeit war die Bestimmung möglicher laserinduzierter Alterung des Spiegelmaterials. Zu diesem Zweck sind bestrahlte und unbestrahlte Spiegel mittels verschiedener analytischer Techniken untersucht worden. Hierzu gehörten die Rasterkraftmikroskopie (AFM), die Reflektometrie und die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Die AFM Messungen zeigten eine geringfügige Erhöhung der Oberflächenrauheit und eine richtungsabhängige Änderung der Korngröße. Die TEM Analysen haben gezeigt, dass sowohl Anordnung und Form der Körner keine deutliche Änderung aufweisen. Jedoch wurde bei bestrahlten Proben eine porösen Oxidschicht von bis zu 20nm auf der oberen Spiegelfläche detektiert.&#13;
Abschließend wurden verschiedene Hypothesen aufgestellt, um die Mechanismen der beobachteten konkaven und konvexen Krümmungsänderung zu erklären. In diesem Zusammenhang wird angenommen, dass Spiegel bei Pulsenergien oberhalb 10⁻³J/cm² an sich keine statische Verkrümmung aufweisen. Vieles spricht für eine dynamische Änderung (Oszillation) der Krümmung mit der Laserwiederholrate.</abstract>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-31497</identifier>
    <author>Alexander Mai</author>
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      <language>eng</language>
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      <value>SLM</value>
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      <value>Micro mirror array</value>
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      <value>Ultraviolett-Bestrahlung</value>
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      <value>Laser</value>
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    <collection role="ddc" number="621">Angewandte Physik</collection>
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    <thesisPublisher>BTU  Cottbus - Senftenberg</thesisPublisher>
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    <completedDate>2015-09-07</completedDate>
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    <thesisDateAccepted>2015-04-30</thesisDateAccepted>
    <title language="eng">Lab-based in-situ X-ray microscopy - methodical developments and applications in materials science and microelectronics</title>
    <title language="deu">Labor-gestützte in-situ Röntgenmikroskopie - methodische Entwicklungen und Anwendungen in der Materialwissenschaft und Mikroelektronik</title>
    <abstract language="eng">The method of microscopic imaging using X-rays and diffractive lenses was developed at synchrotron radiation facilities and it was recently transferred to systems with laboratory X-ray sources. The first part of this thesis focuses on instrumentation, in particular on the fabrication, characterization, and application of multilayer Laue lenses (MLL). The second part describes a micromechanical in-situ test that is used to study crack propagation with X-ray microscopy in microchips in a dedicated fracture mechanics experiment called micro double cantilever beam test (MicroDCB).&#13;
MLLs were fabricated from WSi2/Si multilayer coatings using mechanical preparation and focused ion beam milling. Initial characterization of the obtained lenses using scanning electron microscopy and X-ray microscopy was used to evaluate the quality of the multilayer stack and particularly to identify geometrical imperfections of individual lens elements. Crossed partial MLLs were assembled as a compact lens device for two-dimensional operation, i.e. point focusing of synchrotron radiation or full-field transmission imaging. The optical properties were simulated using a geometrical optics approximation and a physical optics model. Experimental results verify full-field imaging using crossed partial MLLs with a focal length of 8.0 mm for Cu-Ka radiation in a laboratory X-ray microscope. Sub-100 nm resolution is shown and remaining aberrations are discussed. So-called wedged MLLs employ dynamic diffraction to increase the diffraction efficiency. A fabrication process is presented that allows a subsequent geometrical modification of the lens element using a stress layer. Thus, the wedged geometry is realized independently of the multilayer coating. The resulting layer tilt is measured using a laboratory X-ray microscope. First investigations of such wedged MLLs with synchrotron radiation at a photon energy E=15.25 keV show an enhancement of the diffraction efficiency of 57 % in comparison to a tilted MLL with the same dimensions. &#13;
The long working distance of the X-ray microscope facilitates the integration of customized equipment to perform in-situ experiments. The MicroDCB tester was designed and built to drive a crack in an appropriately prepared specimen. It is compatible with the X-ray microscope and it allows tomographic studies under load. In particular, the method was applied to investigate crack propagation in the on-chip interconnect stack of advanced microelectronics products. Stable crack propagation at this location was achieved. Subsequent tomographies were acquired at several load steps. The reconstructed datasets show no critical distortions. This test is assumed to provide valuable information about crack propagation such heterogeneous structures, what is of interest to address reliability issues.</abstract>
    <abstract language="deu">Die Methode der mikroskopischen Abbildung mittels Röntgenstrahlung und diffraktiven Linsen wurde an Synchrotronstrahlungsquellen entwickelt und kürzlich auf Geräte mit Laborquellen übertragen. Der erste Teil dieser Dissertation beschreibt die Herstellung, Charakterisierung und Anwendung von Multilayer-Laue-Linsen (MLL). Der zweite Teil beschreibt einen mikromechanischen in-situ Versuch, welcher benutzt wird, um die Rissausbreitung in geeignet präparierten Mikrochips mittels Röntgenmikroskopie in einem bruchmechanischen Experiment namens MicroDCB zu untersuchen.&#13;
Die MLL wurden durch mechanische Präparation und Focused-Ion-Beam-Bearbeitung aus WSi2/Si-Multischichten hergestellt. Die Charakterisierung der Linsen mittels Rasterelektronen- und Röntgenmikroskopie erlaubt die Beurteilung der Qualität des gesamten Multischichtstapels sowie die Erfassung geometrischer Abweichungen einzelner Linsenelemente. Gekreuzte partielle MLL wurden als kompaktes Linsenelement für zweidimensionale Anwendung, d. h., Punktfokussierung von Synchrotronstrahlung oder Vollfeld-Durchlicht-Abbildung, zusammengesetzt. Die optischen Eigenschaften wurden mit je einem auf geometrischer Optik und auf Wellenoptik basierenden Modell simuliert. Die experimentellen Ergebnisse demonstrieren Vollfeldabbildung mit gekreuzten partiellen MLL in einem Labor-Röntgenmikroskop. Die Linsen haben eine Brennweite von 8,0 mm bei der Verwendung von Cu-Ka Strahlung. Sub-100 nm Auflösung wurde erreicht und verbleibende Abbildungsfehler werden diskutiert. Keilförmige MLL weisen eine erhöhte Effizienz durch Ausnutzung von dynamische Beugung auf. Es wird eine Herstellungsmethode präsentiert, die eine nachträgliche geometrische Anpassung einer Einzellinse durch das Aufbringen einer verspannten Schicht erlaubt. Damit kann die keilförmige Geometrie unabhängig von der vorliegenden Multilagenbeschichtung erzielt werden. Der resultierende Kippwinkel der Schichten wurde mit Röntgenmikroskopie vermessen. Erste Untersuchungen solcher keilförmigen MLL mittels Synchrotronstrahlung bei E = 15,25 keV zeigen eine Erhöhung der Beugungseffizienz um 57 % gegenüber einer gekippten MLL mit gleichen Abmessungen.&#13;
Der lange Arbeitsabstand des Röntgenmikroskops vereinfacht die Integration von individuellen Vorrichtungen für in-situ Experimente. Der MicroDCB-Prüfer wurde entwickelt und gebaut um einen Riss in einem geeignet präparierten Untersuchungsobjekt voranzutreiben. Er ist kompatibel zu dem Röntgenmikroskop und erlaubt tomographische Untersuchungen unter Last. Die Methode wurde insbesondere auf die Untersuchung der Rissausbreitung in on-chip Verdrahtungsebenen von hoch entwickelten Mikrochips angewendet. Stabile Rissausbreitung innerhalb der Metallisierungsebenen wurde erreicht. Dabei wurden Tomographien an mehreren Lastschritten durchgeführt. Die rekonstruierten Volumendatensätze zeigen keine kritischen Störungen. Es wird erwartet, dass dieser Versuch wertvolle Informationen bezüglich der Rissausbreitung in derartigen heterogenen Materialien liefert, was unter anderem bei Fragestellungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit von Produkten der Halbleitertechnik von Interesse ist.</abstract>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-35665</identifier>
    <licence>Keine Lizenz vergeben. Es gilt das deutsche Urheberrecht.</licence>
    <author>Sven Niese</author>
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      <value>Diffractive X-ray lens</value>
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      <value>Double cantilever beam test</value>
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      <value>Röntgenmikroskopie</value>
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      <value>Diffraktive Röntgenlinse</value>
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      <value>Röntgenmikroskopie</value>
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    <collection role="ddc" number="535">Licht, Infrarot- und Ultraviolettphänomene</collection>
    <collection role="collections" number="">Wiss. Publikationen</collection>
    <collection role="old_institute" number="">LS Angewandte Physik / Sensorik</collection>
    <collection role="institutes" number="1503">FG Angewandte Physik und Halbleiterspektroskopie</collection>
    <thesisPublisher>BTU  Cottbus - Senftenberg</thesisPublisher>
    <thesisGrantor>BTU Cottbus - Senftenberg</thesisGrantor>
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