Dehalogenation and molecular self-assembly of TBrPP-Co on Ag(111). - 57 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Porphyrin Moleküle sind allgegenwärtig und spielen eine wichtige Rolle in chemischen und biologischen Prozessen, z.B. als Chlorophyll in der Photosynthese. Ihre große Palette von Funktionen kann durch die Modifizierung ihrer peripherer Substituenten beeinflusst werden. Mittels Elektroneninjektion aus der Spitze eines Rastertunnelmikroskops in einzelne, auf Ag(111) adsorbierte, 5, 10, 15, 20-Tetrakis-(4 Bromophenyl)-Porphyrin-Cobalt Moleküle wurden kontrolliert Br Atome von deren Peripherie entfernt. Spektren des differenziellen Leitwertes zeigen Signaturen von Molekülorbitalen. In solchen Spektren werden nach der Entfernung einzelner Br Atome vom jeweiligen Molekül andere Molekülorbitale sichtbar. Diese Ergebnisse bringen neue Erkenntnisse über die Veränderungen der elektronischen Struktur von einzelnen Molekülen in chemischen Reaktionen auf der atomaren Skala. Zusätzlich zu Einzelmoleküluntersuchungen wurden verschiedene selbstassemblierte und geordnete Molekülinseln bestehend aus TBrPP-Co und TPP-Co auf Ag(111) studiert. Es werden Einheitszellenparameter von drei verschiedenen molekularen Überstrukturen gezeigt und mit Literaturwerten verglichen. Tunnelspektroskopische Untersuchungen zeigen keine Veränderung in Spektren des differenziellen Leitwertes von einzelnen Molekülen innerhalb einer Molekülinsel unabhängig vom Inseltyp. Diese Beobachtung deutet auf geringe Molekül-Molekül-Wechselwirkungen innerhalb einer Überstruktur hin.
Untersuchung einer vollständig Rückseiten-kontaktierten Siliziumdünnschichtsolarzelle. - 51 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Strukturierung und Kontaktierung einer multikristallinen Siliziumdünnschichtsolarzelle mittels Lithografie, nasschemischen Ätzen und Metallisierung. Es wird nur eine, sich wiederverwendende Schutzlackschicht, für Strukturierung und Kontaktierung umgesetzt. Die vollständig Rückseiten kontaktierte Solarzelle wird hinsichtlich der Leitungsverluste in den Kontakten und dem Absorber optimiert und die aktive Solarzellfläche vergrößert. Das Kontaktschema wird auf drei verschiedenen Varianten der multikristallinen Siliziumdünnschichtsolarzelle umgesetzt.
XPS-Untersuchungen zu elektrochemischen Abscheidungen von Ta und Nb aus den Ionischen Flüssigkeiten [BMP]TFSA und [PMIm]TFSA. - 45 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Untersucht wurden per XPS (Röntgenphotoelektronspektroskopie) die reinen Ionischen Flüssigkeiten (ILs) [BMP]TFSA (1-Butyl-1-Methyl-Pyrollidinium-Bis-(trifluormethylsulfonyl)-imid) und [PMIm]TFSA (1-Methyl-3-Propyl-Immidazolium-Bis-(trfluormethylsulfonyl)-imid), Lösungen dieser Flüssigkeiten mit TaF5 bzw. NbF5 und Tantal- bzw. Niob-Abscheidungen die per zyklischer Voltametrie aus diesen Lösungen gewonnen wurden. Die Untersuchung der reinen ILs hinsichtlich ihrer Stöchiometrie ergab eine gute Übereinstimmung mit den theoretischen Erwartungen. Das Untersuchen der Lösungen brachte ein Herabsenken des Anion-zu-Kation-Verhältnisses der ILs mit zunehmender Konzentration des jeweiligen gelösten Salzes hervor, welches darauf schließen lässt, dass sowohl TaF5 als auch NbF5 in Form negativer Komplexionen in Lösung gehen. Wie diese genau aussehen konnte an dieser Stelle noch nicht geklärt werden und bleibt somit Fragestellung zukünftiger Forschungsarbeiten. Die Untersuchungen sowohl der Tantal- als auch der Niob-Abscheidungen hinsichtlich ihres chemischen Bindungszustandes ergab, dass diese nicht in metallischer Form, sondern der Art 1+ vorliegen. Somit konnte nicht bestätigt werden, dass eine Abscheidung mit diesen Parametern möglich ist.
Magnetische Charakterisierung dünner Keilschichten mittels frequenzaufgelöstem magnetooptischen Kerr-Effekt. - 50 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmalig ein Probensystem aus zwei ferromagnetischen Fe3Si Schichten und einer keilförmigen Magnesiumoxid (MgO) Zwischenschicht, mittels der Kombination von ferromagnetischer Resonanz (FMR) und magnetooptischer Detektion mit Hilfe des Kerr-Effekts (MOKE), am FR-MOKE Aufbau untersucht. An verschiedenen Stellen der Probe wurden frequenzabhängige Messungen durchgeführt, um daraus Rückschlüsse auf die magnetischen Eigenschaften des Materials zu ziehen. Durch den Vergleich mit Literaturwerten konnte gezeigt werden, dass mithilfe dieser Messmethode durchaus zuverlässige Messungen durchgeführt werden können. Anhand der aufgenommen Spektren wurde der Gradient in der Probe nachgewiesen, sowie die Abhängigkeit der Interlagenaustauschkopplung von der Zwischenschichtdicke verdeutlicht.
Grundsatzuntersuchung zur Auswirkung der Temperaturmessung auf die Leistungsverteilung von Photovoltaik-Modulen. - 95 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Der aktuelle und zukünftige Bedarf und die Preisentwicklung von elektrischer Energie zwingen die Menschheit über alternative Energieversorgungskonzepte nachzudenken. Die Unternehmen dieser Branchen stehen aufgrund der Entwicklung mehr denn je im Wettbewerb. Um in Zukunft für den Verbraucher attraktiv zu bleiben ist es äußerst wichtig, möglichst kostengünstig und effizient qualitative Photovoltaikmodule herzustellen. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Masterarbeit mit dem Einfluss der Temperatur auf die Leistungsmessung von Photovoltaikmodulen. Zunächst wir der Einfluss der Temperatur auf die Module bestimmt. Auf Grundlage dieser Messungen werden die Temperaturunterschiede innerhalb des Moduls gemessen und deren Einfluss auf die Leistung ermittelt. Anhand der Ergebnisse werden Lösungsvorschläge zur Verbesserung des Messvorgangs beschrieben. Aus Basis dieser wird der wirtschaftlichste Vorschlag umgesetzt und dessen Ergebnisse dargestellt.
Ultrafast second harmonic generation imaging of disperse red 1 doped in a polymer thin film. - 79 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
In einen Polymerfilm dotierte Disperse Red 1 Moleküle wurden bezüglich der Dynamik ihrer lichtinduzierten Isomerisation in einer Polymermatrix untersucht. Für die Untersuchungen wurde die neue Technik "Ultraschnelles Frequenzverdopplungsimaging" entwickelt und zur Messung der Proben verwendet. Anhand der Messergebnisse sollte festgestellt werden, ob die Dynamik lichtinduzierter Isomerisation der Disperse Red 1 Moleküle in einem Polymerfilm mit Hilfe von zeitaufgelöstem Frequenzverdopplungsimaging gemessen werden kann. Der Bericht stellt die theoretischen Grundlagen des verwendeten Materials und des Messsystems vor und präsentiert die Beschreibung des Messaufbaus, seine Charakterisierung und die Probenherstellung sowie die entwickelte Messprozedur. Die Ergebnisse und deren Diskussion vervollständigen die Masterarbeit.
Erprobung und Charakterisierung selektiv gefüllter photonischer Kristallfasern zur Anwendung in der faserverstärkten Raman-Spektroskopie. - 38 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Die Raman-Spektroskopie ist eine wichtige Methode zur Analyse von Biomolekülen. Diese Arbeit soll die Eignung einer photonischen Hohlkernfaser zur Verstärkung des Raman-Signals einer Flüssigkeit zeigen. Grundlage dafür ist die Leitung des Lichtes in der Flüssigkeit durch modifizierte innere Totalreflexion. Infolgedessen steigt die Anzahl der mit dem elektromagnetischen Feld wechselwirkenden Teilchen und damit die Raman-Intensität. Durch eine numerische Simulation konnten die wesentlichen Lichtleitungseigenschaften der Faser theoretisch vorhergesagt werden. Im Experiment wurde zuerst wurde die Mikrostruktur der Faser mit einem Fusion-Splicer verschlossen um den Kern anschließend selektiv mit Flüssigkeit zu befüllen. Die so präparierte Faser zeigt Transmission von 400-850nm. Anschließend wurde die Faser mit Ethanol befüllt und das Raman-Signal aus dem Faserkern für verschiedene Anregungswellenlängen aufgenommen. Der Vergleich mit einer Küvettenmessung zeigt eine Verstärkung des Raman-Signals um das maximal zwölffache. Diese Methode ermöglicht die Detektion niedriger Konzentrationen in geringen Probenmengen und kann in Biomedizin, Pharmazie oder Umweltanalytik angewendet werden.
Potentialinduizerte Degradation von Polymersolarzellen. - 41 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Solarzellen auf Basis polymerer Verbindungen sind ein noch vergleichsweise junges Forschungsgebiet in der Photovoltaik. Durch kostengünstige Produktion und die Möglichkeit flexibler oder semitransparenter Zellen haben sie eine vielversprechende Zukunft in verschiedensten Anwendungsbereichen. Eine Hürde auf dem Weg zum Einsatz von Polymersolarzellen ist jedoch neben der Verbesserung von Effizienzen noch die Stabilität der Zellen. In dieser Arbeit wurden Polymersolarzellen deshalb hinsichtlich des Einflusses vorübergehend anliegender Potentiale auf die Stabilität der Zellen untersucht. Hierzu wurden die Solarzellen in einem Messaufbau unter ständiger Beleuchtung belastet und in konstanten Zeitabständen in drei unterschiedlichen Spannungsbereichen vermessen. Ein mathematisches Modell zur Beschreibung des zeitlichen Verlaufs der Degradation wurde herausgearbeitet, um eine möglichst genaue Information über die Stabilität der Zellen zur erhalten. Es konnte gezeigt werden, dass die Spannung die Degradation beeinflusst, jedoch nicht direkt ausschlaggebend für die Beeinträchtigung der Stabilität ist. Dahingegen kann ein erhöhter Stromfluss durch die Zellen, wie er bei angelegten Spannungen in Vorwärtsrichtung auftritt, eine Beschleunigung der Degradation herbeiführen.
Ausheilen von Bor-Implantationen mit geringem thermischen Budget. - 57 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
In dieser Arbeit wird das Ausheilen von Bor-Defekten in Bezug auf Silicium-Solarzellen untersucht. Die Defekte entstehen bei der Ionen-Implantation. Eine wesentliche Defektklasse nennt sich Boron Interstitial Cluster. Diese können nach der Bor-Implantation während des thermischen Ausheilschrittes entstehen, sind elektrisch inaktiv und mindern die Lebensdauern der Ladungsträger deutlich. Hocheffiziente Solarzellen benötigen jedoch lange Ladungsträgerlebensdauern. Diese Arbeit eantwortet die Fragen, (a) wo die Defekte lokalisiert sind und (b) ob die Entstehung der Defekte verhindert werden kann. Dazu werden zwei Ansätze verfolgt: (i) Implantationen mit geringer Energie und Rückätzen der defektreichen Gebiete; (ii) Implantation mit variabler Energie zur Verhinderung der Defektbildung. Die Defekte sind unter geeigneten Bedingungen nah an der Oberfläche lokalisiert und lassen sich kontrolliert entfernen. Die ückgeätzten Dotierprofile eignen sich als Solarzellen-Emitter. Bor-Implantationen mit variabler Energie (niedrige Konzentration des Dotierstoffs) können die Entstehung der Boron Interstitial Cluster vermutlich verhindern, dennoch wird die Kristallstruktur von Silicium stark geschädigt. Die erhaltenen Dotierprofile eignen sich daher nicht als Solarzellen-Emitter.
Charakterisierung der lateralen Dotierstoffkonzentration in Siliziumgermanium Bipolartransistoren mit Scanning Capacitance Microscope. - 116 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der lateralen Dotierstoffkonzentration in Siliziumgermanium Bipolartransistoren unter Zuhilfenahme der Rasterkapazitätsmikroskopie. Es soll hierbei gezeigt werden, dass diese Analysemethode dazu beitragen kann, neue Technologien in der Mikroelektronik besser zu verstehen, sodass letztendlich mehr Informationen für deren Optimierung bereitstehen. Dabei werden zunächst die physikalischen Grundlagen und die Konzepte zur Beschreibung der Leitungsmechanismen in Halbleiterbauelementen erarbeitet. Dies umfasst neben der Dotierung und der Ladungsträgerkonzentration auch den Ladungsträgertransport in Halbleitermaterialen. Die technologisch aufwendige Herstellung von Bipolartransistoren in integrierten Schaltungen wird ebenso behandelt, wie die Funktionsweise und die Einsatzmöglichkeit im kommerziellen Umfeld. Vor der eigentlichen Durchführung der Messung wird das komplexe Messprinzip, deren Aufbau, sowie die Einflussgrößen in Zusammenhang mit der Probenpräparation eingehend untersucht. Weiterführend wird mithilfe der Rasterkapazitätsmessung die Struktureigenschaft der Bipolartransistoren mit Siliziumgermanium Technologie analysiert und die Dotierstoffkonzentration charakterisiert. Anhand der vorliegenden Erkenntnisse erfolgt eine Konstruktionsanlayse zu diesen mikroelektronischen Bauteilen. Alle Messungen zur Thematik der Masterarbeit wurden bei der Texas Instruments Deutschland GmbH in Freising angefertigt.