Dissertations / Theses: 'Gepulste Laser'

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Zippel, Jan. "Gepulste Laserabscheidung und Charakterisierung funktionaler oxidischer Dünnfilme und Heterostrukturen." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-100358.

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Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wird das Hauptaugenmerk auf die Untersuchung der Auswirkungen einer Modifikation der zugänglichen Prozessparameter auf die funktionalen Eigenschaften oxidischer Dünnfilme während der gepulsten Laserabscheidung (PLD) gelegt. Der erste Teil der Arbeit stellt die Herstellung von BaTiO3/SrTiO3-Mehrfach-Heterostrukturen auf thermisch und chemisch vorbehandelten SrTiO3-Substraten mittels gepulster Laserabscheidung (PLD) vor. Die zugängliche in-situ Wachstumskontrolle durch ein reflection high-energy electron diffraction (RHEED)-System ermöglicht es die Wachstumsprozesse in Echtzeit zu überwachen. Angestrebt wird ein stabiler zwei-dimensionaler Wachstumsmodus, der neben glatten Grenzflächen auch eine hohe Dünnfilmqualität ermöglicht. Es wird erstmals die prinzipielle Anwendbarkeit von BaTiO3/SrTiO3-Heterostrukturen als Bragg-Spiegel aufgezeigt. Für BaTiO3- sowie SrTiO3-Dünnfilme wurden die PLD-Parameter Substrattemperatur, Sauerstoffpartialdruck, Energiedichte des Lasers sowie Flussdichte der Teilchen variiert und die Auswirkungen auf die strukturellen, optischen und Oberflächeneigenschaften mittels Röntgendiffraktometrie (XRD), spektraler Ellipsometrie (SE) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) beleuchtet. Im zweiten Teil werden ZnO/MgxZn1−xO-Quantengrabenstrukturen hetero- und homoepitaktisch auf thermisch vorbehandelten a-Saphir- respektive m- und a-orientierten ZnO-Einkristallen vorgestellt. Die Realisierung eines zwei-dimensionalen „layer-by-layer“ Wachstumsmodus wird für die Quantengrabenstrukturen aufgezeigt. Die Quantengrabenbreite lässt sich aus beobachteten RHEED-Oszillationen exakt bestimmen. Ein Vergleich zwischen, mittels Photolumineszenz gemessenen Quantengrabenübergangsenergien als Funktion der Grabenbreite mit theoretisch ermittelten Werten wird vorgestellt, wobei der Unterschied zwischen polaren und nicht-polaren Strukturen mit Blick auf eine Anwendung aufgezeigt wird. Für c-orientierte ZnO-Dünnfilme wird das Wachstum im Detail untersucht und ein alternativer Abscheideprozess im so genannten Intervall PLD-Verfahren vorgestellt. Die Verifizierung der theoretischen Prognose einer ferromagnetischen Ordnung mit einer Curie-Temperatur oberhalb Raumtemperatur (RT) für kubische, Mangan stabilisierte Zirkondioxid (MnSZ)-Dünnfilme stellt den dritten Teil der Arbeit dar. Die strukturellen Eigenschaften der Dünnfilme werden mittels XRD, AFM sowie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) untersucht. Die Bedingungen einer erfolgreichen Stabilisierung der kubischen Kristallphase durch den Einbau von Mn wird aufgezeigt. Mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) sowie Elektronenspinresonanz (EPR) wird der Ladungszustand der, in der Zirkondioxidmatrix eingebauten, Mn-Ionen ermittelt. Die elektrischen Eigenschaftenwerden durch Strom-Spannungsmessungen(IU) sowie der Leitungstyp durch Seebeck-Effekt Messungen charakterisiert. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit werden die MnSZ Dünnfilme in verschiedenen Atmosphären thermisch behandelt und Veränderungen durch IU-Messungen aufgezeigt. Ergebnisse von optischen Untersuchungen mittels Transmissionsmessungen und KL werden präsentiert. Superconducting quantum interference device (SQUID)-Magnetometrie wird zur Charakterisierung der magnetischen Eigenschaften genutzt. Magnetische Ordnungen im Bereich zwischen 5 K ≤ T ≤ 300 K werden untersucht und der Einfluss von Defekten sowie einer thermischen Behandlung in verschiedenen Atmosphären auf die magnetischen Eigenschaften diskutiert.

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Thelander, Erik. "Epitaxial Ge-Sb-Te Thin Films by Pulsed Laser Deposition." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-164106.

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Abstract:

This thesis deals with the synthesis and characterization of Ge-Te-Sb (GST) thin films. The films were deposited using a Pulsed Laser Deposition (PLD) method and mainly characterized with XRD, SEM, AFM and TEM. For amorphous and polycrystalline films, un-etched Si(100) was used. The amorphous films showed a similar crystallization behavior as films deposited with sputtering and evaporation techniques. When depositing GST on un-etched Si(100) substrates at elevated substrate temperatures (130-240°C), polycrystalline but highly textured films were obtained. The preferred growth orientation was either GST(111) or GST(0001) depending on if the films were cubic or hexagonal. Epitaxial films were prepared on crystalline substrates. On KCl(100), a mixed growth of hexagonal GST(0001) and cubic GST(100) was observed. The hexagonal phase dominates at low temperatures whereas the cubic phase dominates at high temperatures. The cubic phase is accompanied with a presumed GST(221) orientation when the film thickness exceeds ~70 nm. Epitaxial films were obtained with deposition rates as high as 250 nm/min. On BaF2(111), only (0001) oriented epitaxial hexagonal GST films are found, independent of substrate temperature, frequency or deposition background pressure. At high substrate temperatures there is a loss of Ge and Te which shifts the crystalline phase from Ge2Sb2Te5 towards GeSb2Te4. GST films deposited at room temperature on BaF2(111) were in an amorphous state, but after exposure to an annealing treatment they crystallize in an epitaxial cubic structure. Film deposition on pre-cleaned and buffered ammonium fluoride etched Si(111) show growth of epitaxial hexagonal GST, similar to that of the deposition on BaF2(111). When the Si-substrates were heated directly to the deposition temperature films of high crystal-line quality were obtained. An additional heat treatment of the Si-substrates prior to deposition deteriorated the crystal quality severely. The gained results show that PLD can be used as a method in order to obtain high quality epitaxial Ge-Sb-Te films from a compound target and using high deposition rates.

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Masood, Umar. "Radiotherapy Beamline Design for Laser-driven Proton Beams." Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf, 2018. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A35640.

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Abstract:

Motivation: Radiotherapy is an important modality in cancer treatment commonly using photon beams from compact electron linear accelerators. However, due to the inverse depth dose profile (Bragg peak) with maximum dose deposition at the end of their path, proton beams allow a dose escalation within the target volume and reduction in surrounding normal tissue. Up to 20% of all radiotherapy patients could benefit from proton therapy (PT). Conventional accelerators are utilized to obtain proton beams with therapeutic energies of 70 – 250 MeV. These beams are then transported to the patient via magnetic transferlines and a rotatable beamline, called gantry, which are large and bulky. PT requires huge capex, limiting it to only a few big centres worldwide treating much less than 1% of radiotherapy patients. The new particle acceleration by ultra-intense laser pulses occurs on micrometer scales, potentially enabling more compact PT facilities and increasing their widespread. These laser-accelerated proton (LAP) bunches have been observed recently with energies of up to 90 MeV and scaling models predict LAP with therapeutic energies with the next generation petawatt laser systems. Challenges: Intense pulses with maximum 10 Hz repetition rate, broad energy spectrum, large divergence and short duration characterize LAP beams. In contrast, conventional accelerators generate mono-energetic, narrow, quasi-continuous beams. A new multifunctional gantry is needed for LAP beams with a capture and collimation system to control initial divergence, an energy selection system (ESS) to filter variable energy widths and a large acceptance beam shaping and scanning system. An advanced magnetic technology is also required for a compact and light gantry design. Furthermore, new dose deposition models and treatment planning systems (TPS) are needed for high quality, efficient dose delivery. Materials and Methods: In conventional dose modelling, mono-energetic beams with decreasing energies are superimposed to deliver uniform spread-out Bragg peak (SOBP). The low repetition rate of LAP pulses puts a critical constraint on treatment time and it is highly inefficient to utilize conventional dose models. It is imperative to utilize unique LAP beam properties to reduce total treatment times. A new 1D Broad Energy Assorted depth dose Deposition (BEAD) model was developed. It could deliver similar SOBP by superimposing several LAP pulses with variable broad energy widths. The BEAD model sets the primary criteria for the gantry, i.e. to filter and transport pulses with up to 20 times larger energy widths than conventional beams for efficient dose delivery. Air-core pulsed magnets can reach up to 6 times higher peak magnetic fields than conventional iron-core magnets and the pulsed nature of laser-driven sources allowed their use to reduce the size and weight of the gantry. An isocentric gantry was designed with integrated laser-target assembly, beam capture and collimation, variable ESS and large acceptance achromatic beam transport. An advanced clinical gantry was designed later with a novel active beam shaping and scanning system, called ELPIS. The filtered beam outputs via the advanced gantry simulations were implemented in an advanced 3D TPS, called LAPCERR. A LAP beam gantry and TPS were brought together for the first time, and clinical feasibility was studied for the advanced gantry via tumour conformal dose calculations on real patient data. Furthermore, for realization of pulsed gantry systems, a first pulsed beamline section consisting of prototypes of a capturing solenoid and a sector magnet was designed and tested at tandem accelerator with 10MeV pulsed proton beams. A first air-core pulsed quadrupole was also designed. Results: An advanced gantry with the new ELPIS system was designed and simulated. Simulated results show that achromatic beams with actively selectable beam sizes in the range of 1 – 20 cm diameter with selectable energy widths ranging from 19 – 3% can be delivered via the advanced gantry. ELPIS can also scan these large beams to a 20 × 10 cm2 irradiation field. This gantry is about 2.5 m in height and about 3.5 m in length, which is about 4 times smaller in volume than the conventional PT gantries. The clinical feasibility study on a head and neck tumour patient shows that these filtered beams can deliver state-of-the-art 3D intensity modulated treatment plans. Experimental characterization of a prototype pulsed beamline section was performed successfully and the synchronization of proton pulse with peak magnetic field in the individual magnets was established. This showed the practical applicability and feasibility of pulsed beamlines. The newly designed pulsed quadrupole with three times higher field gradients than iron-core quadrupoles is already manufactured and will be tested in near future. Conclusion: The main hurdle towards laser-driven PT is a laser accelerator providing beams of therapeutic quality, i.e. energy, intensity, stability, reliability. Nevertheless, the presented advanced clinical gantry design presents a complete beam transport solution for future laser-driven sources and shows the prospect and limitations of a compact laser-driven PT facility. Further development in the LAP-CERR is needed as it has the potential to utilize advanced beam controls from the ELPIS system and optimize doses on the basis of advanced dose schemes, like partial volume irradiation, to bring treatment times further down. To realize the gantry concept, further research, development and testing in higher field and higher (up to 10 Hz) repetition rate pulsed magnets to cater therapeutic proton beams is crucial.

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Sun, Xinxing. "Phase Transformations and Switching of Chalcogenide Phase-change Material Films Prepared by Pulsed Laser Deposition." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-224762.

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Abstract:

The thesis deals with the preparation, characterization and, in particular, with the switching properties of phase-change material (PCM) thin films. The films were deposited using the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique. Phase transformations in these films were triggered by means of thermal annealing, laser pulses, and electrical pulses. The five major physical aspects structure transformation, crystallization kinetics, topography, optical properties, and electrical properties have been investigated using XRD, TEM, SEM, AFM, DSC, UV-Vis spectroscopy, a custom-made nanosecond UV laser pump-probe system, in situ resistance measurements, and conductive-AFM. The systematic investigation of the ex situ thermally induced crystallization process of pure stoichiometric GeTe films and O-incorporating GeTe films provides detailed information on structure transformation, topography, crystallization kinetics, optical reflectivity and electrical resistivity. The results reveal a significant improvement of the thermal stability in PCM application for data storage. With the aim of reducing the switching energy consumption and to enhance the optical reflectivity contrast by improving the quality of the produced films, the growth of the GeTe films with simultaneous in situ thermal treatment was investigated with respect to optimizing the film growth conditions, e.g. growth temperature, substrate type. For the investigation of the fast phase transformation process, GeTe films were irradiated by ns UV laser pulses, tailoring various parameters such as pulse number, laser fluence, pulse repetition rate, and film thickness. Additionally, the investigation focused on the comparison of crystallization of GST thin films induced by either nano- or femtosecond single laser pulse irradiation, used to attain a high data transfer rate and to improve the understanding of the mechanisms of fast phase transformation. Non-volatile optical multilevel switching in GeTe phase-change films was identified to be feasible and accurately controllable at a timescale of nanoseconds, which is promising for high speed and high storage density of optical memory devices. Moreover, correlating the dynamics of the optical switching process and the structural information demonstrated not only exactly how fast phase change processes take place, but also, importantly, allowed the determination of the rapid kinetics of phase transformation on the microscopic scale. In the next step, a new general concept for the combination of PCRAM and ReRAM was developed. Bipolar electrical switching of PCM memory cells at the nanoscale can be achieved and improvements of the performance in terms of RESET/SET operation voltage, On/Off resistance ratio and cycling endurance are demonstrated. The original underlying mechanism was verified by the Poole-Frenkel conduction model. The polarity-dependent resistance switching processes can be visualized simultaneously by topography and current images. The local microstructure on the nanoscale of such memory cells and the corresponding local chemical composition were correlated. The gained results contribute to meeting the key challenges of the current understanding and of the development of PCMs for data storage applications, covering thin film preparation, thermal stability, signal-to-noise ratio, switching energy, data transfer rate, storage density, and scalability.

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Lange, Martin. "Herstellung und Charakterisierung von planaren und drahtförmigen Heterostrukturen mit ZnO- und ZnCdO-Quantengräben." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-104504.

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Abstract:

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden planare und drahtförmige Heterostrukturen (HS) mit ZnO- und ZnCdO-Quantengräben bezüglich ihrer Lumineszenz untersucht. Die Proben wurden mit der gepulsten Laserabscheidung (PLD) hergestellt. Bei ZnO-basierten drahtförmigen HS mit Durchmessern im Mikro- und Nanometer-Bereich handelt es sich um vielversprechende Kandidaten für miniaturisierte optoelektronische Bauelemente. Da es für viele Anwendungen notwendig ist, dass die Emission des Quantengrabens (QW) in einem breiten Spektralbereich eingestellt werden kann, muss die ZnO-Bandlücke möglichst stark verändert werden können. Durch ZnCdO und MgZnO ist dies möglich. Durch eine Optimierung der Abscheideparameter wurde der für PLD erreichte maximale Cd-Gehalt signifikant auf 0,25 erhöht. Große Mg-Gehalte konnten schon vor der Forschung zur vorliegenden Arbeit mit der PLD realisiert werden. Die planaren HS mit ZnO-Quantengräben wurden vorrangig bezüglich Ihrer Lumines-zenzeigenschaften untersucht. Aufgrund der Orientierung der QW sollten diese zusätzlich zum Quantum-Confinement Effekt den Quantum-Confined Stark Effect (QCSE) zeigen. Der QCSE wurde durch zeitabhängige und anregungsabhängige Lumineszenzmessungen nachgewiesen. In den Mikrodraht (µW)- bzw. Nanodraht (NW)-HS mit ZnO-QW wurde die Emission zwischen 3,4 eV und 3,6 eV bzw. 3,4 eV und 3,7 eV eingestellt. Um HS mit ZnCdO-QW herstellen zu können, war es notwendig, die strukturellen und optischen Eigenschaften sowie die elektronische Struktur von ZnCdO-Dünnfilmen zu untersuchen. Durch einen hohen Cd-Gehalt von 0,25 war es möglich, die Bandlücken-energie um 0,8 eV zu verringern. In planaren HS wurde ZnO bzw. MgZnO als Barriere verwendet und die QW-Emission zwischen 2,5 eV und 3,1 eV bzw. 2,5 eV und 3,65 eV eingestellt. Es wurde untersucht, ob für HS mit ZnCdO-QW ein QCSE auftritt. Die experimentellen Energien wurden dazu mit berechneten Werten verglichen, die mithilfe einer Effektiv-Masse-Näherung und dem Modell eines endlich tiefen Potentialtopfes bestimmt wurden. In entsprechenden µW- bzw. NW-HS wurde die QW-Emission infolge des Quantum-Confinement Effektes zwischen 2,7 eV und 3,1 eV bzw. 2,5 eV und 3,4 eV variiert. Da es für die Anwendung von µW- und NW-HS wichtig ist, dass diese eine homogene QW-Emission zeigen, wurde deren spektrale Position entlang der Struktur und für die verschiedenen Facetten der hexagonalen Drähte untersucht. Die Homogenität der Emission ist für die µW-HS kleiner als für die NW-HS.

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Bonholzer, Michael. "Magnetic Tunnel Junctions based on spinel ZnxFe3-xO4." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-212756.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit magnetischen Tunnelkontakten (magnetic tunnel junctions, MTJs) auf Basis des Oxids Zinkferrit (ZnxFe3-xO4). Dabei soll das Potential dieses Materials durch die Demonstration des Tunnelmagnetowiderstandes (tunnel magnetoresistance, TMR) in zinkferritbasierten Tunnelkontakten gezeigt werden. Dazu wurde ein Probendesign für MTJs auf Basis der „pseudo spin valve“-Geometrie entwickelt. Die Basis für dieseStrukturen ist ein Dünnfilmstapel aus MgO (Substrat) / TiN / ZnxFe3-xO4 / MgO / Co. Dieser ist mittels gepulster Laserabscheidung (pulsed laser deposition, PLD) hergestellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die strukturellen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Dünnfilme untersucht. Des weiteren wurden die fertig prozessierten MTJ-Bauelemente an einem im Rahmen dieser Arbeit entwickeltem und aufgebautem TMR-Messplatz vermessen. Dabei ist es gelungen einen TMR-Effekt von 0.5% in ZnxFe3-xO4-basierten MTJs nachzuweisen. Das erste Kapitel der Arbeit gibt eine Einführung in die spintronischen Effekte Riesenmagnetowiderstand (giant magnetoresistance, GMR) und Tunnelmagnetowiderstand (TMR). Deren technologische Anwendungen sowie die grundlegenden physikalischen Effekte und Modelle werden diskutiert. Das zweite Kapitel gibt eine Übersicht über die Materialklasse der spinellartigen Ferrite. Der Fokus liegt auf den Materialien Magnetit (Fe3O4) sowie Zinkferrit (ZnxFe3-xO4). Die physikalischen Modelle zur Beschreibung der strukturellen, magnetischen und elektrischen Eigenschaften dieser Materialien werden dargelegt sowie ein Literaturüberblick über experimentelle und theoretische Arbeiten gegeben. Im dritten Kapitel werden die im Rahmen dieser Arbeit verwendeten Probenpräparations- und Charakterisierungsmethoden vorgestellt und technische Details sowie physikalische Grundlagen erläutert. Die Entwicklung eines neuen Probendesigns zum Nachweis des TMR-Effekts in ZnxFe3-xO4-basierten MTJs ist Gegenstand des vierten Kapitels. Die Entwicklung des Probenaufbaus sowie die daraus resultierende Probenprozessierung werden beschrieben. Die beiden letzten Kapitel befassen sich mit der strukturellen, elektrischen und magnetischen Charakterisierung der mittels PLD abgeschiedenen Dünnfilme sowie der Tunnelkontaktstrukturen.

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Kwon, Ah-Ram. "Epitaxial Nd-Fe-B films: Growth, texture, magnetism and the influence of mechanical elongation." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-23750.

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Abstract:

The work in this thesis focuses on the preparation of epitaxial Nd-Fe-B thin films using pulsed laser deposition for good hard magnetic properties. They are suitable for a basic understanding of the intrinsic magnetic properties. Compositional control was necessary to achieve phase formation with improved magnetic properties. Nd-Fe-B samples were prepared on single crystal MgO (001) substrates with different buffer layers in order to obtain good textures with different surface morphology. The smooth and continuous epitaxial films were suitable for performing magnetization measurements under stress. Although the magnetostriction is easily neglected in the Nd2Fe14B compound, distinguishable inverse magnetostriction was observed by conventional tensile elongation with a flexible substrate. As a result, anisotropic strain in the film, which breaks the in-plane symmetry, affected the opening angle during the spin reorientation. Therefore an elliptical distortion of the in-plane anisotropy below the spin reorientation temperature of Nd2Fe14B was obtained, whereas the transition temperature itself was not influenced significantly
Diese Arbeit behandelt die Herstellung dünner epitaktischer Nd-Fe-B-Schichten mit gepulster Laserdeposition mit dem Ziel, gute hartmagnetische Eigenschaften zu erreichen. Diese Schichten sind außerdem für das Verständnis grundlegender magnetischer Eigenschaften geeignet. Die Kontrolle der Zusammensetzung ist notwendig, um die Phasenbildung und optimale hartmagnetische Eigenschaften zu erreichen. Nd-Fe-B-Schichten wurden auf einkristallinen MgO (001)-Substraten mit verschiedenen Buffern deponiert, um unterschiedliche Texturen und Oberflächenmorphologien einzustellen. Die glatten kontinuierlichen epitaktischen Schichten ermöglichen die Messung der Magnetisierung bei gleichzeitig angelegter mechanischer Spannung. Obwohl die Magnetostriktion bei Nd-Fe-B im Allgemeinen vernachlässigt werden kann, konnte an Nd-Fe-B-Schichten nach dem Aufbringen einer Dehnung auf ein flexibles Substrat eine deutliche inverse Magnetostriktion induziert werden. Die anisotrope Dehnung in der Schicht, die die Symmetrie in der Schichtebene bricht, beeinflusst die Öffnungswinkel bei der Spinreorientierung. Damit wurde unterhalb der Spinreorientierungstemperatur eine elliptische Verzerrung der Anisotropie in der Schichtebene erreicht, die Übergangstemperatur selbst änderte sich dagegen nicht signifikant

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Brachwitz, Kerstin. "Defekt-induzierte Leitungsmechanismen und magnetische Eigenschaften spinellartiger Ferrite." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-141251.

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Abstract:

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von Defekten auf die Eigenschaften von Ferrit-Dünnfilmen untersucht. Die Dünnfilme wurden mit Hilfe von gepulster Laserabscheidung bei verschiedenen Züchtungsparametern hergestellt. Durch Variation der Substrattemperatur und des Sauerstoffpartialdrucks wurden Dünnfilme verschiedener kristalliner Qualität gezüchtet. Diese wurden hinsichtlich ihrer chemischen Komposition mit Hilfe von energie-dispersiver Röntgenspektroskopie und Röntgenphotoelektronenspektroskopie untersucht. Durch Korrelation der Ergebnisse mit Messungen zum zirkularen magnetischen Röntgendichroismus, konnte eine partielle Inversion der Spinellstruktur nachgewiesen werden. Der Grad der Inversion ist höher für geringe Abscheidetemperaturen. Für diese defektreichen Dünnfilme zeigen Röntgenbeugungsuntersuchungen eine geringere kristalline Ordnung der Dünnfilme. Die strukturellen Defekte haben einen maßgeblichen Einfluss auf die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Ferrit-Dünnfilme. So zeigen die Ferrit-Dünnfilme für geringe Züchtungstemperaturen eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit, während Dünnfilme, die bei hohen Substrattemperaturen gezüchtet wurden, isolierend sind. Die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit kann auf thermisch aktivierte Hopping-Leitung oder die Leitung zwischen Clustern, die in einer Matrix eingebettet sind, zurückgeführt werden. Die magnetischen Eigenschaften von Zinkferrit-Dünnfilmen werden maßgeblich durch Defekte in der Spinellstruktur bestimmt, da es nominell in der normalen Spinellstruktur kristallisiert und daher antiferromagnetisch ist. Die partielle Inversion der Eisen- und Zinkionen führt zu Ferrimagnetismus in den Zinkferrit-Dünnfilmen, der mit Hilfe von SQUID-Messungen in dieser Arbeit eingehend untersucht wurde. Durch Korrelation der Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungsmethoden konnten Rückschlüsse auf die dominierenden Defekte in den Ferrit-Dünnfilmen geschlossen werden. So sind zum einen Defekte auf atomarer Skala, wie Antisite-Defekte und divalenten Fe-Ionen für die erhöhte elektrische Leitfähigkeit und die größere Magnetisierung der defektreichen Dünnfilme verantwortlich. Zum anderen können ausgedehnte Defekte, im Speziellen Cluster, die in einer amorphen Matrix eingebettet sind, nicht ausgeschlossen werden.

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Käbisch, Sven. "Hybridsolarzellen aus ZnO-Nanostrukturen und konjugierten Polymeren." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 2015. http://dx.doi.org/10.18452/17240.

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Abstract:

Hybridsolarzellen werden sowohl aus ZnO-Schichten als auch ZnO-Nanostrukturen und Poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b'']dithiophen)-alt-4,7(2,1,3-benzothiadiazol)] (PCPDTBT) hergestellt. Das Wachstum der ZnO-Schichten und Nanostrukturen wird mittels gepulster Laserdeposition (PLD) auf Saphirsubstraten durchgeführt. Die Schichten weisen eine c-Achsenorientierung auf. Die Polarität einer ZnO-Schicht bestimmt die Morphologie der nachfolgend gewachsenen ZnO-Nanostrukturen. Dabei kann die Morphologie kontrolliert zwischen Nanostäbchen auf einer O-terminierten ZnO-Schicht und Nanowänden auf einer Zn-terminierten ZnO-Schicht eingestellt werden. Untersuchungen mittels konvergenter Elektronenbeugung zeigen, dass die Nanostrukturen immer Zn-terminiert sind. Die Grenzfläche zwischen ZnO und PCPDTBT wird mit Photoelektronenspektroskopie untersucht und ergibt eine Vakuumniveauangleichung zwischen beiden Materialien. Prinzipiell ist der Übergang für photovoltaische Aktivität geeignet, jedoch sind die erzielten Wirkungsgrade sehr niedrig. Die Ursache ist eine niedrige Exzitonendissoziationseffizienz, die durch die Benutzung von sol-gel ZnO, kleinen organischen Molekülen und einer niedrigeren Leitfähigkeit vom PLD-ZnO verbessert werden kann. Dennoch beträgt der maximale Wirkungsgrad der Hybridsolarzellen nur 0,21 %.
Hybrid solar cells are built from ZnO layers and ZnO nanostructures and Poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b'']dithiophene)-alt-4,7(2,1,3-benzothiadiazole)] (PCPDTBT). The growth of the ZnO layers and nanostructures is performed with pulsed laser deposition (PLD) on sapphire substrates. The samples exhibit a c-axis orientation. The polarity of a ZnO layer determines the morphology of subsequently grown ZnO nanostructures. One can control the morphology between ZnO nanorods on an O-terminated layer and nanowalls on a Zn-terminated layer. Studies with convergent electron beam diffraction reveals that the ZnO nanostructures are always Zn-terminated. The interface between ZnO and PCPDTBT is studied with photoelectron spectroscopy and shows a vacuum level alignment between both materials. In principle, the interface is suitable for photovoltaic activity, however, the achieved power conversion efficiencies are very low. This is due to a low exciton dissociation efficiency, which can be improved by the use of sol-gel ZnO, small organic molecules, and a lower conductivity of the PLD ZnO. Nevertheless, the maximum power conversion efficiency amounts to 0.21 %, only.

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Mitra, Thomas. "Ablation biologischen Hartgewebes mit gepulsten IR-Lasern." [S.l.] : [s.n.], 2002. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=963937952.

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Kwon, Ah-Ram. "Epitaxial Nd-Fe-B films: Growth, texture, magnetism and the influence of mechanical elongation." Doctoral thesis, Technische Universität Dresden, 2008. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A25084.

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Abstract:

The work in this thesis focuses on the preparation of epitaxial Nd-Fe-B thin films using pulsed laser deposition for good hard magnetic properties. They are suitable for a basic understanding of the intrinsic magnetic properties. Compositional control was necessary to achieve phase formation with improved magnetic properties. Nd-Fe-B samples were prepared on single crystal MgO (001) substrates with different buffer layers in order to obtain good textures with different surface morphology. The smooth and continuous epitaxial films were suitable for performing magnetization measurements under stress. Although the magnetostriction is easily neglected in the Nd2Fe14B compound, distinguishable inverse magnetostriction was observed by conventional tensile elongation with a flexible substrate. As a result, anisotropic strain in the film, which breaks the in-plane symmetry, affected the opening angle during the spin reorientation. Therefore an elliptical distortion of the in-plane anisotropy below the spin reorientation temperature of Nd2Fe14B was obtained, whereas the transition temperature itself was not influenced significantly.
Diese Arbeit behandelt die Herstellung dünner epitaktischer Nd-Fe-B-Schichten mit gepulster Laserdeposition mit dem Ziel, gute hartmagnetische Eigenschaften zu erreichen. Diese Schichten sind außerdem für das Verständnis grundlegender magnetischer Eigenschaften geeignet. Die Kontrolle der Zusammensetzung ist notwendig, um die Phasenbildung und optimale hartmagnetische Eigenschaften zu erreichen. Nd-Fe-B-Schichten wurden auf einkristallinen MgO (001)-Substraten mit verschiedenen Buffern deponiert, um unterschiedliche Texturen und Oberflächenmorphologien einzustellen. Die glatten kontinuierlichen epitaktischen Schichten ermöglichen die Messung der Magnetisierung bei gleichzeitig angelegter mechanischer Spannung. Obwohl die Magnetostriktion bei Nd-Fe-B im Allgemeinen vernachlässigt werden kann, konnte an Nd-Fe-B-Schichten nach dem Aufbringen einer Dehnung auf ein flexibles Substrat eine deutliche inverse Magnetostriktion induziert werden. Die anisotrope Dehnung in der Schicht, die die Symmetrie in der Schichtebene bricht, beeinflusst die Öffnungswinkel bei der Spinreorientierung. Damit wurde unterhalb der Spinreorientierungstemperatur eine elliptische Verzerrung der Anisotropie in der Schichtebene erreicht, die Übergangstemperatur selbst änderte sich dagegen nicht signifikant.

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Kunz, Peter. "Resonanzionisations-Massenspektrometrie mit gepulsten und kontinuierlichen Lasern an Plutonium." [S.l. : s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=971950008.

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Klages, Kilian. "Laserstrahl-Mikroschweissen ungleicher Metalle durch Nahtschweissen mit gepulsten Nd:YAG-Lasern /." Aachen : Shaker, 2006. http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&doc_number=016030450&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA.

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Maier, Markus. "In-situ-Präparation von komplexen supraleitenden und ferroelektrischen Heterostrukturen mittels gepulster Laser-Deposition." [S.l.] : [s.n.], 2001. http://ArchiMeD.uni-mainz.de/pub/2002/0004/diss.pdf.

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Porshyn, Vitali [Verfasser]. "Elektronenspektroskopie von feldemittierten und laser-gepulsten Elektronen aus Halbleitern mit Diamantstruktur / Vitali Porshyn." Wuppertal : Universitätsbibliothek Wuppertal, 2018. http://d-nb.info/115125780X/34.

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Richter, Karsten. "Untersuchungen zum Einsatz von frei modulierbaren gepulsten Nd:YAG-Laserstrahlquellen für das Schweissen von Refraktärmetallen /." Aachen : Shaker, 2006. http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&doc_number=016151308&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA.

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Seifert, Marietta. "Spin-Reorientierung in epitaktischen NdCo5-Schichten." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-101445.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit präsentiert die ersten detaillierten Untersuchungen des Spin-Reorientierungs-Übergangs in epitaktischen NdCo5-Schichten. Die Proben, die mit gepulster Laserdeposition hergestellt wurden, konnten sowohl als in-plane- als auch als out-of-plane-texturierte Schichten präpariert werden. Für beide Wachstumsvarianten ergaben Röntgendiffraktometrie- und Texturmessungen eine sehr gute Texturierung mit einer nahezu einheitlichen Orientierung der c-Achse, die eine Untersuchung der magnetischen Eigenschaften entlang ausgewählter kristallografischer Richtungen ermöglichte. Die globalen Magnetisierungsmessungen der In-plane-Proben zeigten einen Spin-Reorientierungs-Übergang von einer magnetisch leichten c-Achse für Temperaturen oberhalb von 310 K über einen magnetisch leichten Kegel hin zu einer magnetisch leichten Ebene (a-Achse) unterhalb von 255 K. Die Übergangstemperaturen liegen damit geringfügig über den bisher an Massivproben gemessenen Werten. Aus den magnetischen Hysteresemessungen wurden die magnetokristallinen Anisotropiekonstanten erster und zweiter Ordnung für den Temperaturbereich der magnetisch leichten c-Achse und der magnetisch leichten Ebene ermittelt. Die Untersuchungen der Out-of-plane-Proben wiesen die Existenz einer magnetokristallinen Anisotropie höherer als zweiter Ordnung nach. Sie bewirkt ein unterschiedliches Schaltverhalten der parallel zur a- bzw. b-Achse gemessenen magnetischen Hysteresekurven im Temperaturregime der magnetisch leichten Ebene. Für die in-plane-texturierten Schichten wurde das Domänenmuster und dessen Änderung mit der Temperatur im gesamten Spin-Reorientierungs-Bereich analysiert. Diese Untersuchungen basieren auf in Kooperation mit der Universität Hamburg durchgeführten SEMPA-Messungen. Oberhalb von 318 K liegt eine Zweidomänenkonfiguration mit einer Ausrichtung der Magnetisierung parallel zur c-Achse vor, die beim Abkühlen in das Regime des magnetisch leichten Kegels in einen Vierdomänenzustand übergeht. Unterhalb von 252 K bildet sich eine Zweidomänenkonfiguration mit parallel zur a-Achse orientierter Magnetisierung. Diese lokalen Messungen bestätigten den Spin-Reorientierungs-Übergang mit zu den globalen Magnetisierungsmessungen vergleichbaren Übergangstemperaturen. Für charakteristisch orientierte Domänenwände erfolgten genauere Analysen der Magnetisierungsprozesse in den angrenzenden Domänen. Um ein erweitertes Verständnis der Domänenkonfiguration, deren Temperaturabhängigkeit und der vorhandenen Domänenwände zu erarbeiten, erfolgten mikromagnetische Simulationsrechnungen für ausgewählte Temperaturen. Die Berechnungen wurden sowohl für homogene Systeme als auch für Geometrien mit verschiedenen Pinningzentren durchgeführt. Die Analyse der Domänenwände ergab, dass ihr Bloch- oder Néel-Charakter und die Domänenwandweite von der Temperatur sowie ihrer Ausrichtung parallel zur c- oder a-Achse abhängt
This thesis presents the first detailed investigation of the spin-reorientation-transition in epitaxial NdCo5 thin films. The samples were prepared by pulsed laser deposition as in-plane or out-of-plane textured films. For both kinds of samples X-ray diffraction and texture measurements revealed a high degree of texture with one common orientation of the c-axis within the film, which allowed an investigation of the magnetic properties along distinct crystallographic directions. Global magnetization measurements of the in-plane textured films showed a spin-reorientation from a magnetic easy axis (c-axis) at temperatures above 310 K via a magnetic easy cone to a magnetic easy plane (a-axis) at temperatures below 255 K. The transition temperatures are slightly higher than values reported for bulk samples. The magnetocrystalline anisotropy constants of first and second order were determined for the regime of the magnetic easy axis and plane. Measurements of the out-of-plane textured films verified the existence of a magnetocrystalline anisotropy of order larger than two, which becomes obvious from a different magnetic switching behavior along the a- and b-axis in the temperature regime of the magnetic easy plane. The domain structure and its changes with temperature were investigated for the in-plane textured films. There exists a two domain state at temperatures above 318 K with an orientation of the magnetization parallel to the c-axis from which a four domain state evolves when cooling down the sample to the easy cone state. Finally, a two domain state exists in the regime of the magnetic easy plane (easy a-axis) with an orientation of the magnetization parallel to the a-axis at temperatures below 252 K. The local measurements confirm the spin-reorientation-transition with transition temperatures comparable to those derived from global magnetization measurements. In addition, a detailed analysis of the magnetization processes for some characteristically oriented domain walls was performed. Micromagnetic simulations were carried out for selected temperatures to achieve a deeper understanding of the temperature dependence of the domain configuration and of the domain walls. The simulations considered homogeneous systems as well as systems with pinning centers. An analysis of the domain walls showed that their character and width depend on temperature and the orientation parallel to the a- or c-axis

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Boessner, Patrick. "Versuche mit gepulsten Nd:YAG- und Ho:YAG-Lasern am in-vitro Truthahn-Modell." Diss., lmu, 2004. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:19-21710.

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Klages, Kilian [Verfasser]. "Laserstrahl-Mikroschweißen ungleicher Metalle durch Nahtschweißen mit gepulsten Nd:YAG-Lasern / Kilian Klages." Aachen : Shaker, 2006. http://d-nb.info/1170536913/34.

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Fubel, Armin [Verfasser]. "Oberflächenrauigkeitsanalyse dünner Metallfilme und gepulstes Laser-Tempern über Oberflächenplasmonenresonanz mit in situ Rastertunnelmikroskopie / Armin Fubel." Konstanz : Bibliothek der Universität Konstanz, 2015. http://d-nb.info/108146416X/34.

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Sträßer, Alexander. "Neue Prinzipien zur Realisierung von gepulsten, frequenzstabilisierten Lasern mit hoher mittlerer Leistung und exzellenter Strahlqualität." Phd thesis, Universität Potsdam, 2007. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2008/1749/.

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Abstract:

Wasserdampf in der Stratosphäre und Troposphäre ist eines der wichtigsten atmosphärischen Treibhausgase. Neben seiner Bedeutung für das Klima hat es großen Einfluss auf die Bildung von polaren stratosphärischen Wolken sowie auf die atmosphärische Chemie. Weltweit erstmalig soll innerhalb eines Forscherverbundes in Deutschland ein leistungsstarkes, mobiles, abtastendes Wasserdampf-DIAL zur dreidimensional hochaufgelösten Messung des atmosphärischen Wasserdampfs entwickelt werden. Mit dem Wasserdampf-DIAL können Wasserdampfkonzentrationen in der Atmosphäre mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung gemessen werden. Das DIAL basiert auf einem Titan-Saphir-Laser oder einem dazu alternativen OPO-Laser (optisch parametrischer Oszillator). Der für das optische Pumpen dieser Laser nötige Pumplaser wurde im Rahmen dieser Arbeit in der Arbeitsgruppe Nichtlineare Optik des Instituts für Physik der Universität Potsdam entwickelt. Ein hochauflösendes, mobiles DIAL erfordert einen Pumplaser mit großen Pulsenergien, guter Strahlqualität und einer hohen Effizienz. Um diese Ziele zu erreichen, wurde ein MOPA-System (Master Oscillator Power Amplifier) mit Frequenzstabilisierung auf der Basis von doppelbrechungskompensierten, transversal diodengepumpten Laserstäben entwickelt und untersucht. Auf dem Weg dahin wurden unterschiedliche Realisierungsmöglichkeiten des MOPA-Systems geprüft. Im Rahmen dessen wurden die Festkörperlasermaterialien Yb:YAG [1], kerndotierte Nd:YAG-Keramik [2] und herkömmliches Nd:YAG vorgestellt und hinsichtlich ihrer Eignung für dieses MOPA-System untersucht. Nachdem die Entscheidung für Nd:YAG als laseraktives Material gefallen war, konnte darauf aufbauend die Konzeptionierung des Lasersystems auf der Basis von Verstärkungsrechnungen vorgenommen werden. Die entwickelte Verstärkungsrechnung trägt den Tatbeständen von realen Systemen Rechnung, indem radiusabhängige Intensitäten und eine radiale, nicht homogene Inversionsdichte berücksichtigt werden. Die Frequenzstabilisierung des gepulsten Oszillators (Frequenzstabilität von 1 MHz) wurde mittels des Pound-Drever-Hall-Verfahrens vorgenommen. Mit der Heterodynmethode wird die Frequenzstabilität des Oszillators gemessen. Nach Untersuchungen über verschiedene Konfigurationen für lineare und ringförmige Oszillatoren, wurde ein Ringoszillator mit zwei Laserköpfen aufgebaut, in welchen von außen mit einem Laser fester Frequenz eingestrahlt wird. Dieser emittiert bei einer Wiederholrate von 400 Hz eine Pulsenergie von Eout = 21 mJ bei nahezu beugungsbegrenzter Strahlqualität (M2 < 1,2). Die Verstärkung dieser Laserpulse erfolgte zunächst durch eine Vorverstärkerstufe und anschließend durch zwei doppelbrechungskompensierte Hauptverstärker im Doppeldurchgang. Eine gute Strahlqualität (M2 = 1,75) konnte unter anderem erzielt werden, indem der Doppeldurchgang durch die Hauptverstärker mit einem phasenkonjugierenden Spiegel (SF6), auf der Basis der stimulierten Brillouin Streuung, realisiert wurde. Der entwickelte Laser emittiert Pulse mit einer Länge von 25 ns und einer Energie von 250 mJ. Insgesamt wurde ein bisher einmaliges Lasersystem entwickelt. In der Literatur sind die erreichte Frequenzstabilität, Strahlqualität und Leistung in dieser Kombination bisher nicht dokumentiert. In der Zukunft soll durch den Einsatz von kerndotierten, keramischen Lasermaterialien, höheren Pumpleistungen der Hauptverstärker und phasenkonjugierenden Spiegeln aus Quarz die Pulsenergie des Systems weiter erhöht werden. [1] M. Ostermeyer, A. Straesser, “Theoretical investigation of Yb:YAG as laser material for nanosecond pulse emission with large energies in the joule range”, Optics Communications, Vol. 274, pp. 422-428 (2007) [2] A. Sträßer and M. Ostermeyer, “Improving the brightness of side pumped power amplifiers by using core doped ceramic rods”, Optics Express, Vol. 14, pp. 6687- 6693 (2006)
Vapour in the stratosphere and troposphere is one of the most important atmospheric greenhouse gases. Apart from its importance for the climate it has a great influence on the formation of polar stratospheric clouds as well as the atmospheric chemistry. A German research group is currently developing the world’s first powerful, mobile, screening vapour-DIAL, which can measure the atmospheric vapour three-dimensionally and in high resolution. Vapour concentrations in the atmosphere can be measured in high temporal and local resolution with this vapour-DIAL. The DIAL is based on a titan-saphire-laser or an alternative OPO-laser (Optical Parametric Oscillator). The seeding-laser, which is needed in order to seed those lasers, was developed in the course of this work by the research group for nonlinear optics in the institute for physics at the University of Potsdam. A highly-resolutive, mobile DIAL needs a seeding-laser with high pulse energy, excellent beam quality and high efficiency. In order to realise this, a frequency stabilised MOPA-System (Master Oscillator Power Amplifier) was developed, which based on birefringence-compensated, transversally diode-pumped laser rods. During the research process several ways to realise the MOPA-System were investigated. In this process the solid laser materials Yb:YAG [1], core-doped Nd:YAG-Ceramics [2] und conventional Nd:YAG were introduced and their suitability for the MOPA-System was investigated. After the choice for Nd:YAG as laser-active material was made, the concept of the laser-system could be developed based on amplification-calculations. The amplification-calculation meets the requirements of real systems, because intensities depending on diameter and a radial, non-homogeneous inversion density are being taken into consideration. The frequency of the pulsed oscillator (frequency stabilisation of 1 MHz) was stabilised by means of the Pound-Drever-Hall-Method. The frequency stability of the oscillator is measured using the Heterodyn-Method. After the investigation of different configurations for linear and circular oscillators a circular oscillator with two laser heads was set up, which is injection-seeded by a second laser with a stable frequency. At a repetition rate of 400 Hz the circular oscillator emits a pulse energy of Eout = 21 mJ with almost diffraction-limited beam quality (M2 < 1.2). These laser pulses were first amplified by a pre-amplifier and afterwards by two birefringence compensated main-amplifier in doublepass. Among other factors, an excellent beam quality (M2 = 1.75) could be reached by the doublepass through the main amplifier realised with a phase conjugating mirror (SF6) based on stimulated Brillouin-scattering. The developed laser emits pulses that are of 25 ns length and have an energy of 250 mJ. A currently unique laser system was developed. In the research findings there are no previous documents of the combination of the reached stability of frequency, beam quality and power in one system. In the future the pulse energy of the system is to be further increased through the use of core-doped, ceramic laser material, a higher pump power of the main amplifiers and phase-conjugating mirrors made of quartz. [1] M. Ostermeyer, A. Straesser, “Theoretical investigation of Yb:YAG as laser material for nanosecond pulse emission with large energies in the joule range”, Optics Communications, Vol. 274, pp. 422-428 (2007) [2] A. Sträßer and M. Ostermeyer, “Improving the brightness of side pumped power amplifiers by using core doped ceramic rods”, Optics Express, Vol. 14, pp. 6687- 6693 (2006)

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Müller, Stefan. "Schottky-Kontakte auf Zinkoxid- und β-Galliumoxid-Dünnfilmen: Barrierenformation, elektrische Eigenschaften und Temperaturstabilität." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-206386.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von Schottky-Kontakten auf halbleitenden Zinkoxid- und β-Galliumoxid-Dünnfilmen. Nach einer kurzen Einführung in die verwendeten Materialsysteme und die Theorie von Schottky-Kontakten werden die Eigenschaften von verschiedenartig hergestellten Schottky-Kontakten auf Zinkoxid aufgezeigt. Dazu werden typischerweise Strom-Spannungs- und Kapazitäts-Spannungs-Messungen genutzt. Für die Zinkoxid-basierten Schottky-Kontakte konnte anhand verschiedenartig hergestellter Schottky-Kontakte gezeigt werden, dass deren Barrierenformation maßgeblich von Sauerstoffvakanzen nahe der Metall-Halbleiter-Grenzfläche beeinflusst wird. Zur Realisierung von Galliumoxid-basierten Schottky-Kontakten wurden zunächst die Eigenschaften von undotierten und Silizium-dotierten Galliumoxid-Dünnfilmen untersucht. Diese Dünnfilme sind mittels gepulster Laserabscheidung auf c-plane Saphir hergestellt. Als Prozessparameter sind in dieser Arbeit die Wachstumstemperatur, der Sauerstoffpartialdruck in der Kammer und der Silizumgehalt bspw. in Bezug auf Leitfähigkeit, Oberflächenmorphologie oder Kristallinität zur Realisierung von Schottky-Kontakten optimiert. Auf diesen Dünnfilmen wurden mit verschiedenen Herstellungsverfahren, wie thermischer Verdampfung, (reaktiver) Kathodenzerstäubung oder (reaktiver) Distanz-Kathodenzerstäubung, Metall- bzw. Metalloxid-Schottky-Kontakte aufgebracht. Dabei werden unter anderem die elektrischen Eigenschaften direkt nach der Herstellung und deren Entwicklung im weiteren zeitlichen Verlauf untersucht. Des Weiteren werden die Temperaturstabilität oder aber die Spannungsstabilität der Schottky-Kontakte studiert. Ein Vergleich zu Schottky-Kontakten auf β-Galliumoxid-Volumenmaterial wird anhand mittels reaktiver Distanz-Kathodenzerstäubung hergestellter Platinoxid-Dioden durchgeführt.

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Laske, Torben [Verfasser]. "Realisierung und Charakterisierung eines gepulsten superradianten Lasers auf einer schmalen Interkombinationslinie von Kalzium / Torben Laske." München : Verlag Dr. Hut, 2021. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:101:1-2021061123320829100261.

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Scharring, Stefan [Verfasser], and Hans-Peter [Akademischer Betreuer] Röser. "Impulsanalyse beim luftatmenden gepulsten laser-thermischen Antrieb mit parabolischer Reflektordüse für Raumfahrtanwendungen / Stefan Scharring. Betreuer: Hans-Peter Röser." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2013. http://d-nb.info/1035640546/34.

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Herklotz, Andreas. "Einfluss reversibler epitaktischer Dehnung auf die ferroische Ordnung dünner Schichten." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-87097.

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Abstract:

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen epitaktischer Dehnung auf die Eigenschaften ferromagnetischer und ferroelektrischer Perowskitschichten untersucht. Dazu wird der biaxiale Dehnungszustand einer Schicht reversibel verändert, indem einkristalline piezoelektrische Pb(Mg1/3Nb2/3)0.72Ti0.28O3 (001) Substrate (PMN-PT) verwendet werden. Ergänzt werden die Messungen mit dieser “dynamischen” Methode durch Untersuchungen an statisch gedehnten Schichten, gewachsen auf LaAlxSc1-xO3-Pufferschichten mit gezielt abgestimmter Gitterfehlpassung. Drei verschiedene Materialsysteme werden studiert: die ferromagnetischen Oxide La0.8Sr0.2CoO3 und SrRuO3 und das ferroelektrische Pb(Zr,Ti)O3. Für La0.8Sr0.2CoO3 wird ein dehnungsinduzierter Übergang von der bekannten ferromagnetischen Phase zu einer magnetisch weniger geordneten, spinglasartigen Phase nachgewiesen. Es ergeben sich keine Hinweise auf eine Beeinflussung des Co-Spinzustandes. In epitaktischen SrRuO3-Schichten bewirkt eine Zugdehnung einen strukturellen Phasenübergang von der orthorhombischen Bulk-Phase zu einer out-of-plane orientierten tetragonalen Phase. Die leichte Richtung liegt in der Ebene. Reversible Dehnungsmessungen zeigen einen deutlichen Einfluss auf die ferromagnetische Ordnungstemperatur und deuten auf eine geringe Veränderung des magnetischen Moments hin. Der Dehnungseffekt auf die elektrischen Transporteigenschaften wird bestimmt. Pb(Zr,Ti)O3 wird als ferroelektrisches Standardmaterial genutzt, um erstmalig den Einfluss biaxialer Dehnung auf das ferroelektrische Schaltverhalten dünner Schichten zu untersuchen. Für kleine elektrische Felder zeigen die Messungen das typische Verhalten einer gepinnten Domänenwandbewegung. Hier wird der Schaltvorgang unter Piezokompression stark beschleunigt. Werden an die elektrischen Kontakte größere elektrische Felder angelegt, geht die Domänenwandbewegung in das Depinning-Regime über. Die Schaltkinetik wird in diesem Bereich unter Piezokompression leicht verlangsamt
In this work, the effect of epitaxial strain on the properties of ferromagnetic and ferroelectric perovskite thin films is studied. Single-crystalline piezoelectric Pb(Mg1/3Nb2/3)0.72Ti0.28O3 (001) substrates (PMN-PT) are utilized to reversibly change the biaxial strain state of the films. The measurements performed by this “dynamic” approach are complemented by studying statically strained films grown on LaAlxSc1-xO3 buffer layers with deliberately tuned lattice misfit. Three different material systems are investigated: the ferromagnetic oxides La0.8Sr0.2CoO3 and SrRuO3 and the ferroelectric compound Pb(Zr,Ti)O3. In case of La0.8Sr0.2CoO3 a strain-induced transition from the known ferromagnetic phase to a magnetically less ordered spinglas-like phase is observed. No indications for an effect on the Co spin state are found. In epitaxial SrRuO3 films tensile strain is causing a structural phase transition from the bulk-like orthorhombic structure to an out-of-plane oriented tetragonal phase. The magnetic easy axis is in the film plane. Reversible strain experiments show a significant effect on the ferromagnetic ordering temperature and point to a small change of the magnetic moment. The strain effect on the electric transport properties is also determined. Pb(Zr,Ti)O3 as a standard ferroelectric material is used to study the influence of biaxial strain on the ferroelectric switching behaviour of thin films for the first time. At small electric fields the measurements reveal the typical signs of creep-like domain wall motion caused by wall pinning. In this regime the switching process is accelerated strongly under piezo-compression. For higher electric fields a transition of the domain wall motion to the depinning regime is observed. Here, the switching kinetics is slowed down moderately by compressive strain

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Gropp, Armin [Verfasser], Manfred [Akademischer Betreuer] Geiger, Manfred [Gutachter] Geiger, TU Lyngby Dänemark F. O. [Gutachter] Olsen, Manfred [Herausgeber] Geiger, and Klaus [Herausgeber] Feldmann. "Anlagen- und Prozeßdiagnostik beim Schneiden mit einem gepulsten Nd:YAG-Laser / Armin Gropp ; Gutachter: Manfred Geiger; F. O. Olsen, TU Lyngby, Dänemark ; Betreuer: Manfred Geiger ; Herausgeber: Manfred Geiger, Klaus Feldmann." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2020. http://d-nb.info/1216704457/34.

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Gao, Kun. "Highly Mismatched GaAs(1-x)N(x) and Ge(1-x)Sn(x) Alloys Prepared by Ion Implantation and Ultrashort Annealing." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-158921.

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Abstract:

Doping allows us to modify semiconductor materials for desired properties such as conductivity, bandgap, and / or lattice parameter. A small portion replacement of the highly mismatched isoelectronic dopants with the host atoms of a semiconductor can result in drastic variation of its structural, optical, and / or electronic properties. Here, the term "mismatch" describes the properties of atom size, ionicity, and / or electronegativity. This thesis presents the fabrication of two kinds of highly mismatched semiconductor alloys, i.e., Ge(1-x)Sn(x) and GaAs(1-x)N(x). The structural and optical properties of the prepared Ge(1-x)Sn(x) and GaAs(1-x)N(x) have been investigated. The results suggest an efficient above-solubility doping induced by non-equilibrium methods of ion implantation and ultrashort annealing. Pulsed laser melting promotes the regrowth of monocrystalline Ge(1-x)Sn(x), whereas flash lamp annealing brings about the formation of high quality GaAs(1-x)N(x) with room temperature photoluminescence. The bandgap modification of Ge(1-x)Sn(x) and GaAs(1-x)N(x) has been verified by optical measurements of spectroscopic ellipsometry and photoluminescence, respectively. In addition, effective defect engineering in GaAs has been achieved by flash lamp annealing, by which a quasi-temperature-stable photoluminescence at 1.3 µm has been obtained
Dotierung ermöglicht es, die Eigenschaften von Halbleitermaterialien, wie Leitfähigkeit, aber auch Bandabstand und / oder Gitterkonstanten gezielt zu verändern. Wenn ein Halbleiter mit einer kleinen Menge unterschiedliche Fremdatome dotiert wird, kann dies in einer drastischen Modifikation der strukturellen, optischen und / oder elektronischen Eigenschaften resultieren. Der Begriff "unterschiedlich" bedeutet hier die Eigenschaften von Atomgröße, Ioniztät und / oder Elektronegativität. Diese Doktorarbeit beschreibt die Herstellung von zwei Arten von stark fehlangepassten Halbleiterlegierungen: Ge(1-x)Sn(x) und GaAs(1-x)N(x). Die strukturellen und optischen Eigenschaften von Ge(1-x)Sn(x) und GaAs(1-x)N(x) wurden untersucht. Die Ergebnisse deuten auf eine effiziente Dotierung oberhalb der Löslichkeit, induziert durch die Nicht-Gleichgewichtsverfahren Ionenimplantation und Ultrakurzzeit-Ausheilung. Gepulstes Laserschmelzen ermöglicht das Nachwachsen von monokristallinem Ge(1-x)Sn(x), während die Blitzlampenausheilung in der Bildung von GaAs(1-x)N(x) hoher Qualität mit Photolumineszenz bei Raumtemperatur resultiert. Die Änderung der Bandlücke von Ge(1-x)Sn(x) und GaAs(1-x)N(x) wurde durch die optischen Methoden der spektroskopischen Ellipsometrie und Photolumineszenz verifiziert. Darüber hinaus konnte in ausgeheiltem GaAs eine quasi-temperaturstabile Photolumineszenz bei 1,3 µm beobachtet werden

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Niederkrüger, Matthias, Christian Salb, Michael Beck, Niko Hildebrandt, Hans-Gerd Löhmannsröben, and Gerd Marowsky. "Improvement of a fluorescence immunoassay with a compact diode-pumped solid state laser at 315 nm." Universität Potsdam, 2006. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2006/1015/.

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Abstract:

We demonstrate the improvement of fluorescence immunoassay (FIA) diagnostics in deploying a newly developed compact diode-pumped solid state (DPSS) laser with emission at 315 nm. The laser is based on the quasi-three-level transition in Nd:YAG at 946 nm. The pulsed operation is either realized by an active Q-switch using an electro-optical device or by introduction of a Cr⁴⁺:YAG saturable absorber as passive Q-switch element. By extra-cavity second harmonic generation in different nonlinear crystal media we obtained blue light at 473 nm. Subsequent mixing of the fundamental and the second harmonic in a β-barium-borate crystal provided pulsed emission at 315 nm with up to 20 μJ maximum pulse energy and 17 ns pulse duration. Substitution of a nitrogen laser in a FIA diagnostics system by the DPSS laser succeeded in considerable improvement of the detection limit. Despite significantly lower pulse energies (7 μJ DPSS laser versus 150 μJ nitrogen laser), in preliminary investigations the limit of detection was reduced by a factor of three for a typical FIA.

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Roy, Amit Kumar. "Atomic Layer Deposition onto Fibers." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-85451.

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Abstract:

The main goal of this dissertation was to show that the principle of atomic layer deposition (ALD) can be applied to “endless” fibers. A reactor of atomic layer deposition has been designed, especially for coating depositions onto meter long bundles of fibers. Aluminum oxide (alumina), titanium oxide (titania), double layers of alumina and titania, as well as aluminium phosphate have been deposited onto bundles of carbon fibers using the home-built reactor. Scanning electron microscopic (SEM) and transmission electron microscopic (TEM) images indicate that the coatings were uniform and conformal onto fiber surface. There was a good adhesion of the coatings to the fibers. Alumina has been deposited using two separate aluminum sources (aluminum trichloride and trimethylaluminum), and water as a source of oxygen. In case of alumina deposition using aluminum trichloride and water, initial deposition temperature was 500 °C. In these conditions, a part of the fiber bundle has been damaged. Thus, the deposition temperature was decreased to 300 °C and the fibers were unaffected. In addition, during this process hydrochloric acid is formed as a byproduct which is a corrosive substance and affects the reactor and there was a chloride impurity in the coatings. Thus, aluminum trichloride precursor was replaced by trimethylalumium. Alumina deposition onto carbon fibers using trimethylaluminum and water was carried out at a temperature of 77 °C. SEM images revealed that the fibers were unaffected and the coatings were uniform and conformal. Oxidation resistance of the carbon fibers was improved slightly after alumina deposition. Oxidation onset temperature of the uncoated fibers was about 630 °C. The resistance was linearly increased with the coating thickness (up to 660 °C) and getting saturated over a thickness of 120 nm. Titania coatings have been deposited using titanium tetrachloride and water. The physical appearances of the titania coatings were similar to the alumina coatings. The oxidation onset temperature of the titania coated carbon fibers was similar to the uncoated fibers but the rate of oxidation was decreased than the uncoated fibers. Two double layer coatings were deposited, alumina followed by titania (alumina/titania), and titania followed by alumina (titania/alumina). If the fibers were coated with the double layer of alumina/titania, they had almost same oxidation onset as alumina coated fibers but the rate of oxidation was decreased significantly compared to alumina coated fibers. This feature is independent of the thickness of the titania layers, at least in the regime investigated (50 nm alumina followed by 13 nm and 40 nm titania). On the other hand, the oxidation onset temperature of fibers coated with titania/alumina (20 nm titania /30 nm alumina) was approximately 750 °C. The fibers were burned completely when temperature was further increased to 900 °C and held another 60 minutes at 900 °C. This is significantly better than any other coating used in this dissertation. ALD of titania and alumina in principle was known beforehand, this dissertation here applies this knowledge for the first time to endless fibers. Furthermore, this dissertation shows for the first time that one can deposit aluminum phosphate via ALD (planar surface as well as fibers). Aluminum phosphate might be special interest in the fiber coating because it is a rather soft material and thus might be used to obtain a weak coupling between fiber and matrix in composites. Aluminum phosphate was deposited using trimethylaluminum and triethylphosphate as precursors. Energy dispersive X-ray spectroscopy and solid state nuclear magnetic resonance spectra confirmed that the coating comprises aluminum phosphate (orthophosphate as well as other stoichiometries). Scanning electron microscopic images revealed that coatings are uniform and conformal. In cases of alumina and titania, it was observed that the coatings were delaminated from the ends of cut fibers and thus formed of clear steps. On the other hand, for aluminum phosphate coating it was observed that the border between coating and underlying fiber often being smeared out and thus formed an irregular line. It seems in case aluminum phosphate cohesion is weaker than adhesion, thus it might be act a weak interface between fiber and matrix. Alumina, titania, and double layer microtubes have been obtained after selective removal of the underlying carbon fibers. The carbon fibers were selectively removed via thermal oxidation in air at temperatures exceeding 550 °C. SEM and TEM images indicate that the inner side of the tube wall has the same morphology like the fibers. In addition, it was observed that the individual microtubes were separated from their neighbors and they had almost uniform wall thicknesses. The longest tubes had a length of 30 cm
Das Hauptziel dieser Dissertation bestand darin nachzuweisen, dass die Atomlagenabscheidung (engl. atomic layer deposition (ALD)) auf „endlose“ Fasern angewendet werden kann. Es wurde ein Reaktor zur Atomlagenabscheidung gestaltet, der speziell für die Beschichtung meterlanger Faserbündel geeignet ist. Aluminiumoxid, Titanoxid, Doppelschichten aus Aluminiumoxid und Titanoxid sowie Aluminiumphosphat wurden mit Hilfe des selbstgebauten Reaktors auf Kohlefaserbündel abgeschieden. Rasterelektronenmikroskopische (REM) und transmissionselektronenmikroskopische (TEM) Aufnahmen zeigten, dass die Beschichtung auf den Fasern einheitlich und oberflächentreu war. Des Weiteren wurde eine gute Adhäsion zwischen Beschichtung und Fasern beobachtet. Das Prinzip der Beschichtung mit Titanoxid und Aluminiumoxid mit Hilfe der ALD war bereits vorher bekannt und im Rahmen dieser Dissertation jedoch erstmals auf "endlose" Fasern angewendet. Des Weiteren wird in dieser Dissertation erstmals gezeigt, dass es möglich ist, Aluminiumphosphat mittels ALD abzuscheiden (sowohl auf planaren Oberflächen als auch auf Fasern). Aluminiumphosphat könnte von besonderem Interesse in der Faserbeschichtung sein, da es ein relativ weiches Material ist und könnte daher als eine Art „schwacher“ Verbindung zwischen Faser und Matrix in Kompositen dienen. Die Oxidationsbeständigkeit von beschichten Kohlefasern wurde im Vergleich zu unbeschichteten Fasern bis zu einem gewissen Grad erhöht. Monoschichten von Aluminiumoxid und Titanoxid waren dafür wenig effektiv. Aluminiumphosphatbeschichtete Fasern waren deutlich besser geeignet als die beiden anderen. Eine Doppelschicht aus Titanoxid gefolgt von Aluminiumoxid verbesserte die Oxidationsbeständigkeit nochmals deutlich gegenüber allen anderen Beschichtungen, die in dieser Dissertation verwendet wurden. Mikroröhren aus Aluminiumoxid, Titanoxid und Doppelschichten wurden durch die selektive Entfernung der zugrunde liegenden Kohlefasern erhalten. Einzelne Mikroröhren waren von benachbarten Röhren getrennt und sie weisen eine nahezu einheitliche Wanddicke auf

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Franke, Helena. "PLD-grown ZnO-based Microcavities for Bose–Einstein Condensation of Exciton-Polaritons." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-98174.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit behandelt die Herstellung und optische Untersuchung von Halbleiterheterostrukturen, genauer Mikrokavitäten, in denen ein Bose–Einstein Kondensat (BEK) von sogenannten Exziton-Polaritonen im Festkörper erzeugt und beobachtet werden soll. Diese Strukturen bestehen aus zwei hochreflektierenden Braggspiegeln (BS) und einer ZnO-Kavität als aktivem Material. Zunächst wurde die Abscheidung der BS hinsichtlich genauer Schichtdickenkontrolle und Reproduzierbarkeit verbessert. Um Kavitätsschichten hinreichender Qualität herzustellen, wurden mehrere Ansätze zur Optimierung dieser planaren Schichtabscheidung mittels gepulster Laserdeposition verfolgt. Dabei kamen Techniken, wie das Ausheizen der Proben oder deren Glättung durch Ionenstrahlbeschuß zum Einsatz, um die elektronischen Eigenschaften bzw. die Oberflächen der Kavitätsschichten erheblich zu verbessern. Desweiteren wurde erfolgreich ein Verfahren entwickelt, freistehende, nahezu einkristalline ZnO-Nanodrähte mit Braggspiegeln zu ummanteln. Alle hergestellten Strukturen wurden in ihren strukturellen Eigenschaften, speziell hinsichtlich ihrer Rauhigkeit und Kristallinität, verglichen und mittels orts- und/oder winkelaufgelöster Photolumineszenzspektroskopie sowie Reflexionsmessungen bezüglich ihrer optischen Eigenschaften untersucht. Dabei konnte in fast allen Proben die starke Kopplung, welche die Grundlage für ein BEK darstellt, gezeigt werden. Hinweise für eine höhere Kopplungsstärke in den Nanodraht-basierten Mikrokavitäten wurden gefunden. Der Nachweis von BEK bis nahe Raumtemperatur gelang an der vielversprechendsten planaren Probe, die einen Qualitätsfaktor von ca. 1000 aufweist. Die Eigenschaften des BEK wurden für verschiedene Temperaturen und Detunings untersucht. Es hat sich gezeigt, daß ein negatives Detuning unerläßlich für die Bildung eines BEK in ZnO-basierten Mikrokavitäten ist. Die Impulsraumverteilung der Kondensat-Polaritonen läßt auf ausgeprägte dynamische Eigenschaften dieser Teilchen bei tiefen Temperaturen schließen
The present work covers the fabrication and optical investigation of semiconductor microcavities for Bose–Einstein condensation (BEC) of exciton-polaritons. These microcavities consist of highly reflective distributed Bragg reflectors (DBR) surrounding a ZnO-cavity as active medium. In the first step, the growth of DBRs was optimised with respect to exact thickness control and high reproducibility. For the active material, several growth strategies have been pursued, in order to optimise the conditions for the growth of planar thin films by pulsed laser deposition. Techniques like annealing or ion beam smoothing were successfuly applied in order to either improve the electronic properties or decrease the roughness of the ZnO-cavity layer. Furthermmore, a successful technology was developed in order to coat highly-crstalline free-standing ZnO nanowires with concentrical DBR shells. All samples have been investigated regarding their roughness and crystallinity as well as their optical properties. For the latter spatially and/or angular-resolved photoluminescence spectroscopy and reflection measurements have been carried out. Thereby, the strong coupling regime – being prerequisite for BEC – could be demonstrated in almost all of the synthesized structures. For the nanowire-based microcavities hints for an enhanced coupling strength have been found. In one of the planar samples, showing the high quality factor of 1000, the formation of BEC almost up to room temperature was observed and was studied as a function of temperature and detuning. Negative detuning was found to be mandatory for the formation of a BEC in ZnO-based microcavities. The distinct momentum- respective in-plane wavevector distribution of the condensate polaritons revealed a strong dynamic character of these particles at low temperatures

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Kim, Jong-Woo. "Multiferroic hexagonal HoMnO3 films." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-26142.

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Abstract:

The fundamental properties of hexagonal multiferric HoMnO3 films have been thoroughly investigated. The films are grown by pulsed laser deposition on Y:ZrO2(111) substrates. High quality epitaxial HoMnO3 films of 25 { 1000 nm thickness were successfully prepared. The film properties are compared to those of single-crystals. The magnetization measurements revealed that the films show a deviating magnetic behavior from the single-crystals in several ways. For instance, the films have a weakened antiferromagnetic Ho3+ order confirmed from magnetic susceptibility. The difierences are likely to be related to the modified (mostly larger) lattice parameters of films. An approximate phase diagram in comparison with the single-crystal's one is constructed. For multiferroicity investigations, Second Harmonic Generation (SHG; in collaboration with the group of M. Fiebig) has been employed. By SHG, the ferroelectric polar order of the films is obviously confirmed. The ferroelectric switching at room temperature could be clearly demonstrated, whereas leakage of films requires generally a more sophisticated approach
Die fundamentalen Eigenschaften von hexagonalen multiferroischen HoMnO3 Schichten werden eingehend untersucht. Die dünnen Schichten wurden mittels gepulster Laserdeposition auf Y:ZrO2(111)-Substraten gewachsen. Hochwertige epitaktische HoMnO3-Dünnschichten von 25 { 1000 nm Dicke wurden erfolgreich hergestellt. Die Dünnschichteigenschaften werden mit denen von Einkristallen verglichen. Die Magnitisierungsmessungen ergeben, dass die dünnen Schichten ein von den Einkristallen in verschiedener Weise abweichendes magnetischen Verhalten zeigen. Zum Beispiel haben die dünnen Schichten eine abgeschwächte antiferromagntetische Ho3+ Ordnung, die durch die magnetische Suszeptibilität bestätigt wird. Die Unterschiede sind wahrscheinlich auf die veränderten (meistens grösseren) Gitterparameter der dünnen Schichten zurückzuführen. Ein Phasendiagramm wird zum Vergleich mit Einkristallen konstruiert. Durch Second Harmonic Generation (SHG; in Zusammenarbeit mit der Gruppe von M. Fiebig) wird die ferroelektrische Ordnung der dünnen Schichten eindeutig bestätigt. Das ferroelektrische Umschalten bei Raumtemperatur kann eindeutig nachgewiesen werden, wobei durch den Leckstrom der dünnen Schichten allgemein eine detailliertere Vorgehensweise benötigt wird

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Kim, Jong-Woo. "Multiferroic hexagonal HoMnO3 films." Doctoral thesis, Göttingen Cuvillier, 2009. http://d-nb.info/99957177X/04.

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Schlenkrich, Felix. "Beeinflussung des Wachstums von Metall auf Polymer durch die gepulste Laserdeposition." Doctoral thesis, 2014. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5E69-5.

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Thelander, Erik. "Epitaxial Ge-Sb-Te Thin Films by Pulsed Laser Deposition." Doctoral thesis, 2014. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A13245.

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Abstract:

This thesis deals with the synthesis and characterization of Ge-Te-Sb (GST) thin films. The films were deposited using a Pulsed Laser Deposition (PLD) method and mainly characterized with XRD, SEM, AFM and TEM. For amorphous and polycrystalline films, un-etched Si(100) was used. The amorphous films showed a similar crystallization behavior as films deposited with sputtering and evaporation techniques. When depositing GST on un-etched Si(100) substrates at elevated substrate temperatures (130-240°C), polycrystalline but highly textured films were obtained. The preferred growth orientation was either GST(111) or GST(0001) depending on if the films were cubic or hexagonal. Epitaxial films were prepared on crystalline substrates. On KCl(100), a mixed growth of hexagonal GST(0001) and cubic GST(100) was observed. The hexagonal phase dominates at low temperatures whereas the cubic phase dominates at high temperatures. The cubic phase is accompanied with a presumed GST(221) orientation when the film thickness exceeds ~70 nm. Epitaxial films were obtained with deposition rates as high as 250 nm/min. On BaF2(111), only (0001) oriented epitaxial hexagonal GST films are found, independent of substrate temperature, frequency or deposition background pressure. At high substrate temperatures there is a loss of Ge and Te which shifts the crystalline phase from Ge2Sb2Te5 towards GeSb2Te4. GST films deposited at room temperature on BaF2(111) were in an amorphous state, but after exposure to an annealing treatment they crystallize in an epitaxial cubic structure. Film deposition on pre-cleaned and buffered ammonium fluoride etched Si(111) show growth of epitaxial hexagonal GST, similar to that of the deposition on BaF2(111). When the Si-substrates were heated directly to the deposition temperature films of high crystal-line quality were obtained. An additional heat treatment of the Si-substrates prior to deposition deteriorated the crystal quality severely. The gained results show that PLD can be used as a method in order to obtain high quality epitaxial Ge-Sb-Te films from a compound target and using high deposition rates.

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Friedrich-Schilling, Niels. "Selektiver Laserabtrag von transparenten Elektroden auf Barriereschichten für die organische Photovoltaik." 2019. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A74207.

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Abstract:

Der selektive Abtrag dünner Schichten findet für eine Vielzahl technischer Fertigungsverfahren Anwendung. Eine solche ist die Herstellung organischer Solarzellen, bei der mittels Laserabtrag die Funktionsschichten strukturiert werden, um eine monolithische Verschaltung zu erreichen. Aus Gründen der Lebensdauerverbesserung und zur Kostenreduktion gibt es Bestrebungen verschiedene Funktionalitäten wie Trägermaterial der Solarzellen und Wasserdampfbarriere zusammenzuführen. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wird der Abtrag von elektrisch leitfähigen, transpa-renten Schichten auf einer Wasserbarriereschicht aus Siliziumnitrid untersucht. Das Ziel ist ein vollständiger Abtrag der Elektrode zur elektrischen Separation, bei gleichzeitiger Erhaltung der Barriereeigenschaften der darunterliegenden Schicht. Die Untersuchungen zum Abtragsverhal-ten zeigen Schwankung in der Abtragsqualität der Elektrode. Mit Hilfe von Raman-Spektroskopie und der entwickelten Kontrastscan Methode kann gezeigt werden, dass diese Inhomogenität von Bereichen schwankender Brechzahl in der verwendeten Polyethylentereph-thalatfolie verursacht sind. Diese entstehen bei der Herstellung der Folie durch den Prozess des Verstreckens, um eine thermische Stabilisierung zu erreichen. Zur Entwicklung eines tieferen Verständnisses der Einflüsse auf die Abtragsqualität wird ein Simulationsmodell entwickelt. Es simuliert die optischen Gegebenheiten des gesamten Schichtverbunds und nutzt die ermittelten, lokal absorbierten Leistungen für die Berechnung der thermomechanischen Gegebenheiten in den Schichten nach dem Zwei-Temperatur-Modell. An Hand von Abtragsergebnissen zum Elektrodensystem Indiumzinnoxid (ITO) werden die Er-gebnisse des entwickelten Simulationsmodells mit dem bekannten Modell zur Absorption nach Lambert-Beer verglichen. Für ITO und einen weiteren Elektrodentyp, genannt Dielektrikum-Metall-Dielektrikum (DMD), wird die Übereinstimmung von Simulation und experimentellen Er-gebnissen zur Abtragsschwelle, der Breite des Elektrodenabtrags und zur Beeinflussung der Barriereschicht gegenübergestellt und diskutiert. Auf Basis der Erkenntnisse aus dem entwi-ckelten Simulationsmodell ist es gelungen prozesstechnische Anpassungen zu identifizieren, welche die Auswirkungen der lokalen Brechzahlschwankungen reduzieren. Durch Überführung der entwickelten Prozessabfolge auf eine Rolle-zu-Rolle-Bearbeitung wird schließlich die Ska-lierbarkeit nachgewiesen.:1 Einleitung 2 Stand der Technik 2.1 Herstellung organischer Solarzellen 2.2 Verkapselung organischer Elektronik 2.3 Flexible Barrieren 2.4 Laserprozessierung von funktionalen Schichten in der organischen Elektronik 2.5 Laserprozessierung auf flexiblen Barrieren 3 Motivation 4 Grundlagen 4.1 Physikalsiche Grundlagen 4.1.1 Verhalten elektromagnetischer Wellen an Grenzflächen 4.1.2 Lichtinterferenz und Transfermatrixmethode 4.1.3 Energieeintrag durch Absorption 4.1.4 Physikalische Effekte bei der Laser-Materie-Wechselwirkung 4.1.5 Das Zwei-Temperatur-Modell 4.1.6 Zusammenhang von Elektronendichte und Absorption 4.1.7 Generierung freier Ladungsträger 4.2 Materialgrundlagen 4.2.1 Herstellung von thermisch stabilisierten PET 4.2.2 Aufbau des verwendeten Barrieresystem 4.2.3 Herstellung und Eigenschaften der verwendeten Schichten 5 Experimentelle Arbeit und Simulation 5.1 Mess- und Analysemethoden 5.1.1 Spektrale Charakterisierung der Elektrodenschichten 5.1.2 Auflichtmikroskopie 5.1.3 Konfokalmikroskopie 5.1.4 Test auf Barriereintegrität 5.1.5 Messung des Isolationswiderstands 5.1.6 Parametertest an funktionellen Solarzellen 5.2 Laserbearbeitung 5.2.1 Laserauswahl 5.2.2 Strahlformung 5.2.3 Untersuchungen des Laserabtrags 5.2.4 Versuchsaufbau 5.3 Simulationsmodell 5.3.1 Simulationsmodell mit Absorption nach Lambert-Beer 5.3.2 Simulationsmodell mit Absorption durch Interferenzeffekten 6 Ergebnisse und Diskussion 6.1 Optische Eigenschaften der Schichten und Ermittlung von Kennwerten 6.2 Strahlcharakterisierung 6.3 Kontrastscan 6.4 Prozessentwicklung 6.4.1 Abtragsschwelle der Barriere 6.4.2 Laserabtrag der ITO-Elektrode 6.4.3 DMD-Bearbeitung 6.5 Rolle zu Rolle Prozessierung 6.5.1 Charakterisierung des Bandmaterials 6.5.2 Einzelpulsabtrag 6.5.3 Prozessfenster und Überführung auf die R2R-Laseranlage 7 Zusammenfassung 8 Literaturangaben 9 Anhang 9.1 Strahlvermessung zur Gaußsche Energieverteilung 9.2 Verwendung des VORTEX doE – Justage und resultierende Energieverteilung 9.3 Generierung einer TopHat Verteilung mit dem FBS DOE 9.4 ITO Abtrag mit dem Vortex-DOE 9.5 Prozessieren der DMD Varianten mit Alternative Energieverteilungen 9.6 Abtragsschwellen für Intensitäten 9.7 Weitere elektrische Ergebnisse

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Kreis, Harald Michael [Verfasser]. "Der blitzlampen-gepumpte gepulste Farbstofflaser und der gütegeschaltete Neodym:YAG-Laser in der dermatologischen Praxis : Indikationen, Behandlungsergebnisse und unerwünschte Wirkungen / vorgelegt von Harald Michael Kreis." 2004. http://d-nb.info/972040714/34.

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Hernandez, Acosta Uwe. "Pulsed-perturbative QED." 2020. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A76035.

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Abstract:

Moderne Lasereinrichtungen stellen hochintensives Licht mit sehr kurzer zeitlicher Struktur zur Verfügung. Damit bringen diese Einrichtungen die Phänomene in die Laboratorien, welche normalerweise nur in der Nähe von stark strahlenden Sternen im Weltall zu finden sind. Bezüglich der Streuprozesse von Teilchen innerhalb dieser extremen Lichtquellen gibt es eine Vielzahl an theoretischen Untersuchungen. Vorwiegend geschehen diese unter der Verwendung der Starkfeld-Quantenelektrodynamik, einer Theorie zur quanten- theoretischen Beschreibung von elektromagnetischen Wechselwirkungen innerhalb eines kohärenten hochintensiven Feldes, welches als semi-klassisches Hintergrundfeld beschrieben wird. Zum Beispiel zeigte die theoretische Behandlung des Compton-Prozesses (die inelastis- che Elektron-Photon-Streuung) oder des Breit-Wheeler-Prozesses (der Paarproduktion in der Kollision von zwei Photonen) innerhalb der Starkfeld-Quantenelektrodynamik eine große Menge an neuen nicht-linearen Effekten und Phänomen, welche stellenweise in zukun- ftsweisenden Experimenten nachgewiesen werden konnten. Von großem Interesse und auch zentrales Untersuchungsobjekt der vorliegenden Arbeit ist ebenso der Trident-Prozess: ein Prozess zweiter Ordnung in der (Starkfeld-) Quan- tenelektrodynamik, bei dem ein Elektron-Positron-Paar innerhalb der Kollision eines Photonstrahls (z.B. erzeugt von einem Laser) und eines gegenläufigen Elektronenstrahls entsteht. Allerdings ist der Trident-Prozess im Zusammenhang mit hochintensiven Feldern nicht ausschließlich das Produkt seiner Teile, den erwähnten Compton- und Breit-Wheeler- Prozessen, vielmehr erzeugt das Vorhandensein des intermediären Photons durch seine virtuellen und reellen Beträge überaus komplizierte Strukturen. In den letzten Jahren gab es daher eine große Menge an theoretischen Beiträgen zur nicht-linearen Behandlung des Trident-Prozesses bezüglich eines weiten Bereichs an Eigenschaften der verwendeten Lichtquelle. Jedoch ist der nicht-lineare Trident-Prozess wegen seiner anspruchsvollen mathematischen Natur bisher nicht als völlig verstanden anzusehen. In der vorliegen- den Arbeit liegt der Fokus auf der Abhängigkeit des Trident-Prozesses von den kurzen zeitlichen Strukturen der verwendeten Lichtquellen bei hohen Energien. Grob gesprochen bedeutet dies, dass die kurz gepulsten Strukturen der modernen Lichtquellen zu breiten Spektren der Photonstrahlen führen, welche sich dann auch in den betrachteten Prozessen widerspiegeln. Demfolgend wird in der vorliegenden Arbeit eine neue Approximation an die Starkfeld-Quantenelektrodynamik erarbeitet, welche in der Lage ist, die spektralen Abhängigkeiten in den Prozessen zu beschreiben, die in Laser-Elektron-Kollisionen bei hohen Energien vorzufinden sind. Diese neue Approximation wird dann auf den Trident- Prozess angewendet und es werden die neuen Strukturen herausgearbeitet, welche durch das breite Spektrum der betrachteten Lichtquelle entstehen. Ferner werden bestehende oder geplante extreme Lichtquellen dahingehend untersucht, in welcher Weise diese, kombiniert mit einem passendem Elektronenstrahl, sensitiv für die vorgestellten spektralen Effekte im Trident-Prozess sind. Abschließend werden weitere mögliche Anwendungsbereiche der neuen Approximation diskutiert.:1 Introduction 1 2 Strong-field quantum electrodynamics 11 2.1 Description of the laser field 12 2.2 Background field approximation 18 2.3 Momentum space rules of strong-field QED 25 2.4 Ward identity and gauge invariance 34 2.5 Strong-field trident process 36 3 Pulsed-perturbative quantum electrodynamics 43 3.1 Approaches and approximations to strong-field QED 43 3.2 Momentum space rules in pulsed-perturbative QED 46 3.3 Spectrum of the background field 52 4 Pulsed-perturbative trident process 57 4.1 Matrixelement and cross section 57 4.2 Total cross section 72 4.3 Inclusive positron distributions 75 4.4 Exclusive electron distributions 81 4.5 Experimental capability 93 5 Summary and Outlook 97 Appendix 101 A Relativistic Kinematics 103 A.1 Preliminary remarks 103 A.2 Coordinate systems 104 A.3 Frames of reference 109 A.4 Kinematics of 2→3 processes 111 B Feynman rules of QED 121 C Perturbative trident pair production 125 C.1 Matrixelement and cross section 125 C.2 Numerical implementation and comparison to literature 129 C.3 Differential cross sections in transverse coordinates 132 C.4 Darkphotons 134 D Useful mathematical statements 139 Bibliography 153
Modern laser facilities provide highly intense light with a very short temporal structure, which brings the phenomena originally found near the strong radiating stars in the universe into the laboratory. Accordingly, there are, among others, wide theoretical investigations w.r.t. scattering processes of particles impinging this extreme light sources. This has been done by applying the strong-field quantum electrodynamics, which is a theory of electromagnetic interactions within coherent highly intense light treated as a semi-classical background field. For instance, the treatment of the Compton process (inelastic electron- photon scattering) and the Breit-Wheeler process (pair production of a collision of two photons) with strong-field quantum electrodynamics revealed a vast amount of novel non-linear structures and phenomena, which were to some extent experimentally verified. Of particular interest and the central object of investigation within this thesis is also the trident process: a second order process in (strong-field) quantum electrodynamics producing an electron-positron pair within the collision of a photon beam (e.g. produced by a laser) with a counter-propagating electron. However, in the context of highly intense fields, the trident process is more than the product of its parts, the mentioned Compton and Breit-Wheeler process, since the intermediate photon yields both virtual and real contributions producing exceedingly complicated structures. Over the last years, there are several theoretical contributions to the non-linear treatment of the trident process w.r.t. a wide range of laser properties, but the trident process has not yet been fully understood due to its demanding mathematical nature. Within the present thesis, we focus on the dependence of the trident process to the short temporal structures of the involved light source at high energies. Loosely speaking, this means the short pulsed structure of modern light sources provide a wide energy spectrum of the respective photons, which is imprinted on the considered scattering processes. Accordingly, we elaborate a new approximation to strong-field quantum electrodynamics capable to describe the spectral dependence of processes within laser-electron collisions at high energies. Then we apply this new approximation to the trident process and reveal the novel structures generated by the spectrum of the light source. Therefore, we provide an analysis of the spectral impact to the trident process involving the total cross section as well as several inclusive and exclusive distributions of its final particles. Consequently, we examine in principle the experimental capabilities of present or planed extreme light sources by combining them with a suitable electron beam, whether they are sensitive to the encountered spectral effects of the trident process and discuss further applications of the newly introduced approximation.:1 Introduction 1 2 Strong-field quantum electrodynamics 11 2.1 Description of the laser field 12 2.2 Background field approximation 18 2.3 Momentum space rules of strong-field QED 25 2.4 Ward identity and gauge invariance 34 2.5 Strong-field trident process 36 3 Pulsed-perturbative quantum electrodynamics 43 3.1 Approaches and approximations to strong-field QED 43 3.2 Momentum space rules in pulsed-perturbative QED 46 3.3 Spectrum of the background field 52 4 Pulsed-perturbative trident process 57 4.1 Matrixelement and cross section 57 4.2 Total cross section 72 4.3 Inclusive positron distributions 75 4.4 Exclusive electron distributions 81 4.5 Experimental capability 93 5 Summary and Outlook 97 Appendix 101 A Relativistic Kinematics 103 A.1 Preliminary remarks 103 A.2 Coordinate systems 104 A.3 Frames of reference 109 A.4 Kinematics of 2→3 processes 111 B Feynman rules of QED 121 C Perturbative trident pair production 125 C.1 Matrixelement and cross section 125 C.2 Numerical implementation and comparison to literature 129 C.3 Differential cross sections in transverse coordinates 132 C.4 Darkphotons 134 D Useful mathematical statements 139 Bibliography 153

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Sun, Xinxing. "Phase Transformations and Switching of Chalcogenide Phase-change Material Films Prepared by Pulsed Laser Deposition." Doctoral thesis, 2016. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A15633.

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Abstract:

The thesis deals with the preparation, characterization and, in particular, with the switching properties of phase-change material (PCM) thin films. The films were deposited using the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique. Phase transformations in these films were triggered by means of thermal annealing, laser pulses, and electrical pulses. The five major physical aspects structure transformation, crystallization kinetics, topography, optical properties, and electrical properties have been investigated using XRD, TEM, SEM, AFM, DSC, UV-Vis spectroscopy, a custom-made nanosecond UV laser pump-probe system, in situ resistance measurements, and conductive-AFM. The systematic investigation of the ex situ thermally induced crystallization process of pure stoichiometric GeTe films and O-incorporating GeTe films provides detailed information on structure transformation, topography, crystallization kinetics, optical reflectivity and electrical resistivity. The results reveal a significant improvement of the thermal stability in PCM application for data storage. With the aim of reducing the switching energy consumption and to enhance the optical reflectivity contrast by improving the quality of the produced films, the growth of the GeTe films with simultaneous in situ thermal treatment was investigated with respect to optimizing the film growth conditions, e.g. growth temperature, substrate type. For the investigation of the fast phase transformation process, GeTe films were irradiated by ns UV laser pulses, tailoring various parameters such as pulse number, laser fluence, pulse repetition rate, and film thickness. Additionally, the investigation focused on the comparison of crystallization of GST thin films induced by either nano- or femtosecond single laser pulse irradiation, used to attain a high data transfer rate and to improve the understanding of the mechanisms of fast phase transformation. Non-volatile optical multilevel switching in GeTe phase-change films was identified to be feasible and accurately controllable at a timescale of nanoseconds, which is promising for high speed and high storage density of optical memory devices. Moreover, correlating the dynamics of the optical switching process and the structural information demonstrated not only exactly how fast phase change processes take place, but also, importantly, allowed the determination of the rapid kinetics of phase transformation on the microscopic scale. In the next step, a new general concept for the combination of PCRAM and ReRAM was developed. Bipolar electrical switching of PCM memory cells at the nanoscale can be achieved and improvements of the performance in terms of RESET/SET operation voltage, On/Off resistance ratio and cycling endurance are demonstrated. The original underlying mechanism was verified by the Poole-Frenkel conduction model. The polarity-dependent resistance switching processes can be visualized simultaneously by topography and current images. The local microstructure on the nanoscale of such memory cells and the corresponding local chemical composition were correlated. The gained results contribute to meeting the key challenges of the current understanding and of the development of PCMs for data storage applications, covering thin film preparation, thermal stability, signal-to-noise ratio, switching energy, data transfer rate, storage density, and scalability.

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Kneiß, Max. "Combinatorial Pulsed Laser Deposition Employing Radially-Segmented Targets: Exploring Orthorhombic (InxGa1−x)2O3 and (AlxGa1−x)2O3 Towards Superlattice Heterostructures." 2020. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A73155.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit beschreibt den Verlauf der Forschung von der Entwicklung einer neuartigen Methode der gepulsten Laser-Plasmaabscheidung (PLD) über die Untersuchung der ternären In- und Al-Legierungssysteme von metastabilem orthorhombischen κ-Ga2O3 auf der Basis dieser Methode hin zu Multi-Quantengraben (QW) Supergitter (SL) Heterostrukturen für transparente Quantengrabeninfrarotphotodetektoren (QWIPs). Im ersten Teil wird die Methode, welche vertical continuous composition spread (VCCS) PLD genannt wird, eingeführt und am MgxZn1−xO Legierungssystem erprobt. Die Methode erlaubt die Kontrolle der Komposition von Dünnﬁlmen über die radiale Position des PLD Laserspots auf der Targetoberﬂäche. Das ist eine wichtige Voraussetzung für die Bestimmung der kompositionsabhängigen Eigenschaften der Legierungssysteme und für präzise Proﬁle der physikalischen Eigenschaften in Wachstumsrichtung für das Design von Bauelementen. Die Dünnﬁlme mit 0 ≤ x ≤ 0.4 zeigen die gleichen Eigenschaften wie solche, die mit Standard-PLD abgeschieden wurden. Numerische Modelle werden präsentiert, welche die Dünnﬁlmkomposition exakt vorhersagen. Im zweiten Teil werden κ-Ga2O3 Dünnﬁlme durch die Beigabe von Zinn während des PLD Prozesses stabilisiert. Die Dünnﬁlme weisen hohe kristalline Qualität, glatte Oberﬂächen und große Bandlücken (Eg ≈ 4.9 eV) auf. Ein Wachstumsmodell wird präsentiert, welches Zinn als Oberﬂächenschicht beschreibt. Im dritten Teil werden die In- und Al-Legierungssysteme von κ-Ga2O3 mittels VCCS PLD untersucht. Die Löslichkeitsgrenzen xIn <~ 0.35 und xAl <~ 0.65 sind die höchsten bislang berichteten. In- und out-of-plane Gitterkonstanten wurden in Abhängigkeit der Zusammensetzung bestimmt und Eg konnte von 4.1 eV bis 6.4 eV variiert werden. Die Position des Valenzbandmaximums wird als unabhängig von der Komposition gezeigt, womit die Variation in Eg den Leitungsbandunterschieden gleicht und Detektionsbereiche vom fernen IR bis in das Sichtbare für QWIP-Anwendungen bedeutet. Berechnungen anhand dieser Ergebnisse ergeben Polarisationsladungsdichten an Grenzﬂächen von Heterostrukturen gleich oder höher derer im etablierten AlGaN/GaN System, welche wichtig zur Polarisationsdotierung zur Besetzung des Grundzustandes in QWIPs sind. Dies bestätigt das große Potential der κ-Phase. Im letzten Teil werden erste kohärent gewachsene κ-(AlxGa1−x)2O3/Ga2O3 SL Strukturen untersucht. Glatte Grenzﬂächen im Bereich weniger Monolagen werden gezeigt und es konnten kritische Dicken für die κ-Ga2O3 QW Schichten bestimmt werden, die für QWIP-Anwendungen genügen.
The presented thesis describes the research path from the development of a novel pulsed laser deposition (PLD) technique over the exploration of the ternary In- and Al-alloy systems of metastable orthorhombic κ-Ga2O3 employing this technique towards multi-quantum well (QW) superlattice (SL) heterostructures for solar-blind quantum well infrared photodetector (QWIP) applications. In the ﬁrst part, the PLD technique called vertical continuous composition spread (VCCS) PLD employing radially-segmented targets is established and tested on the well-known MgxZn1−xO alloy system. The technique enables direct control of the chemical composition of thin ﬁlms by a variation of the radial position of the PLD laser spot on the target surface. This is a prerequisite for a discrete compositional screening of alloy properties and the exact tailoring of physical parameters in growth direction for heterostructure device design. The resulting thin ﬁlms with 0 ≤ x ≤ 0.4 exhibit the same quality as thin ﬁlms deposited by standard PLD and numerical models are presented that precisely predict the thin ﬁlm composition. In the second part, κ-Ga2O3 thin ﬁlms are stabilized by the addition of tin in the PLD process. The thin ﬁlms show a high crystalline quality, smooth surfaces and large bandgaps (Eg ≈ 4.9 eV). A growth model is proposed based on tin acting as surfactant. In the third part, the In- and Al-alloy systems of κ-Ga2O3 are explored by VCCS PLD. Solubility limits of xIn <~ 0.35 and xAl <~ 0.65 are the highest reported to date. In- and out-of-plane lattice constants were determined as function of alloy composition and bandgap engineering from 4.1 eV to 6.4 eV is feasible within these limits. The energetic position of the valence band maximum was found independent on chemical composition such that the change in bandgap equals the conduction band oﬀset rendering wavelength ranges from far IR to the visible spectral range in QWIP applications possible. Calculations based on these results found polarization charge densities at the interfaces of corresponding heterostructures on par or larger than for the established AlGaN/GaN system important for polarization doping to populate the ground state in QWIPs. This corroborates the high potential of the κ-phase. In the last part, ﬁrst coherently grown κ-(AlxGa1−x)2O3/Ga2O3 SL heterostructures are presented. Smooth interfaces of the order of a few monolayers are conﬁrmed and critical thicknesses for coherent growth of the Ga2O3 QW layer are found to be suﬃcient for QWIP applications.

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Schlenkrich, Susanne. "Spannungsinduzierte Wellenbildung in laserdeponierten Polymer/Metall-Systemen." Doctoral thesis, 2014. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5F28-F.

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Abstract:

Polymer/Metall-Schichtsysteme mit Ausmaßen auf der Nanometer-Skala repräsentieren eine wichtige Materialklasse, welche für Untersuchungen von Grenzflächen- und Größeneffekten eine besondere Rolle spielen. Interessanterweise beobachtet man bei der Herstellung von Polymer/Metall-Systemen mit der gepulsten Laserdeposition spannungsinduzierte Wellenbildung in den Metallschichten, wenn diese auf einem Polymer mit einem niedrigen Elastizitätsmodul deponiert werden. Die Druckspannungen in den Metallschichten lassen sich aufgrund der hohen kinetischen Energien der deponierten Teilchen (100 eV) erklären. Die Biegebalkentheorie beschreibt dabei den Zusammenhang zwischen der ausgebildeten Wellenlänge und den Eigenschaften der beiden Komponenten. Aufgrund dieses Verständnisses ist es möglich, die gemessene Wellenlänge als Messmethode zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der beiden Komponenten zu verwenden. Des Weiteren kann die Wellenlänge ganz gezielt durch Variation der Schichtdicke beider Komponenten eingestellt werden. Durch eine Steigerung des Elastizitätsmoduls der Polymerschicht ist es möglich, glatte Metallschichten ohne Wellenbildung herzustellen. Auf diese Weise lassen sich auch glatte, periodische Polymer/Metall-Schichtsysteme mit der gepulsten Laserdeposition herstellen, welche viele Möglichkeiten bieten sowohl für wissenschaftliche Fragestellungen als auch für Anwendungen.

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Cusenza, Salvatore. "Investigation of the Amorphization of iron and austenitic stainless steel films by supersaturation with Boron, Carbon, Nitrogen and Oxygen." Doctoral thesis, 2008. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B47A-5.

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Lange, Martin. "Herstellung und Charakterisierung von planaren und drahtförmigen Heterostrukturen mit ZnO- und ZnCdO-Quantengräben." Doctoral thesis, 2012. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A11831.

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Abstract:

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden planare und drahtförmige Heterostrukturen (HS) mit ZnO- und ZnCdO-Quantengräben bezüglich ihrer Lumineszenz untersucht. Die Proben wurden mit der gepulsten Laserabscheidung (PLD) hergestellt. Bei ZnO-basierten drahtförmigen HS mit Durchmessern im Mikro- und Nanometer-Bereich handelt es sich um vielversprechende Kandidaten für miniaturisierte optoelektronische Bauelemente. Da es für viele Anwendungen notwendig ist, dass die Emission des Quantengrabens (QW) in einem breiten Spektralbereich eingestellt werden kann, muss die ZnO-Bandlücke möglichst stark verändert werden können. Durch ZnCdO und MgZnO ist dies möglich. Durch eine Optimierung der Abscheideparameter wurde der für PLD erreichte maximale Cd-Gehalt signifikant auf 0,25 erhöht. Große Mg-Gehalte konnten schon vor der Forschung zur vorliegenden Arbeit mit der PLD realisiert werden. Die planaren HS mit ZnO-Quantengräben wurden vorrangig bezüglich Ihrer Lumines-zenzeigenschaften untersucht. Aufgrund der Orientierung der QW sollten diese zusätzlich zum Quantum-Confinement Effekt den Quantum-Confined Stark Effect (QCSE) zeigen. Der QCSE wurde durch zeitabhängige und anregungsabhängige Lumineszenzmessungen nachgewiesen. In den Mikrodraht (µW)- bzw. Nanodraht (NW)-HS mit ZnO-QW wurde die Emission zwischen 3,4 eV und 3,6 eV bzw. 3,4 eV und 3,7 eV eingestellt. Um HS mit ZnCdO-QW herstellen zu können, war es notwendig, die strukturellen und optischen Eigenschaften sowie die elektronische Struktur von ZnCdO-Dünnfilmen zu untersuchen. Durch einen hohen Cd-Gehalt von 0,25 war es möglich, die Bandlücken-energie um 0,8 eV zu verringern. In planaren HS wurde ZnO bzw. MgZnO als Barriere verwendet und die QW-Emission zwischen 2,5 eV und 3,1 eV bzw. 2,5 eV und 3,65 eV eingestellt. Es wurde untersucht, ob für HS mit ZnCdO-QW ein QCSE auftritt. Die experimentellen Energien wurden dazu mit berechneten Werten verglichen, die mithilfe einer Effektiv-Masse-Näherung und dem Modell eines endlich tiefen Potentialtopfes bestimmt wurden. In entsprechenden µW- bzw. NW-HS wurde die QW-Emission infolge des Quantum-Confinement Effektes zwischen 2,7 eV und 3,1 eV bzw. 2,5 eV und 3,4 eV variiert. Da es für die Anwendung von µW- und NW-HS wichtig ist, dass diese eine homogene QW-Emission zeigen, wurde deren spektrale Position entlang der Struktur und für die verschiedenen Facetten der hexagonalen Drähte untersucht. Die Homogenität der Emission ist für die µW-HS kleiner als für die NW-HS.:I Einleitung 1 II Grundlagen 5 1 Kristall- und Bandstruktur der verwendeten Materialien 7 1.1 Kristallstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Bandstruktur und effektive Massen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 ZnO-basierte Mikro- und Nanostrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2 Lumineszenz 17 2.1 Band-Band-Übergänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 Exzitonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3 Exziton-Polaritonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4 Lumineszenz von ZnO-Dünnfilmen und -Einkristallen . . . . . . . . . . . 21 2.5 Lumineszenz von ZnO-Mikro- und ZnO-Nanostrukturen . . . . . . . . . 25 2.6 Lumineszenz von ternären Halbleitern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3 Quantengrabenstrukturen 29 3.1 Energieniveaus im Quantengraben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.2 Exzitonenbindungsenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Quantum-Confined Stark Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4 Hexagonale Resonatoren 43 4.1 Fabry-Pérot- und WGM-Resonatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2 Brechungsindex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 III Experimentelle Methoden 51 5 Proben 53 5.1 Herstellungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.2 Probenherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6 Untersuchungsmethoden 61 6.1 Strukturelle Charakterisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.2 Optische Charakterisierung und Charakterisierung der elektronischen Struktur . . . . . . . 65 IV Ergebnisse und Diskussion 69 7 Heterostrukturen mit ZnO-Quantengräben 71 7.1 Planare Heterostrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 7.2 Mikrodraht-Heterostrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 7.3 Nanodraht-Heterostrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 8 ZnCdO/ZnO-Doppelheterostrukturen 103 8.1 Lumineszenzeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 8.2 Tempern und thermische Stabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 9 Heterostrukturen mit ZnCdO-Quantengräben 123 9.1 ZnCdO-Dünnfilme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 9.2 Planare ZnCdO/ZnO-Multiquantengrabenstrukturen . . . . . . . . . . . 133 9.3 Planare ZnCdO/MgZnO-Quantengrabenstrukturen . . . . . . . . . . . . 151 9.4 Mikrodraht-Heterostrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 9.5 Nanodraht-Heterostrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Zusammenfassung und Ausblick 179 V Anhang 185 Ausheizen eines Niedrigtemperatur-ZnO-Dünnfilmes 187 Abkürzungsverzeichnis 191 Eigene Veröffentlichungen 193 Eigene Tagungsbeiträge 195 Literaturverzeichnis 197 Danksagung 210 Selbstständigkeitserklärung 211 Lebenslauf 213

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Eberl, Christian. "Multilagenzonenplatten für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung." Doctoral thesis, 2016. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0028-87E7-E.

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Bornemann, Jörg [Verfasser]. "Wirkung von Nah-Infrarotstrahlung (NIR) eines gepulsten Titan-Saphir-Lasers (Femtosekunden-Laser) auf Gewebe und Zellen in vitro / von Jörg Bornemann." 2006. http://d-nb.info/981485812/34.

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Brachwitz, Kerstin. "Defekt-induzierte Leitungsmechanismen und magnetische Eigenschaften spinellartiger Ferrite." Doctoral thesis, 2013. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A12425.

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Abstract:

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von Defekten auf die Eigenschaften von Ferrit-Dünnfilmen untersucht. Die Dünnfilme wurden mit Hilfe von gepulster Laserabscheidung bei verschiedenen Züchtungsparametern hergestellt. Durch Variation der Substrattemperatur und des Sauerstoffpartialdrucks wurden Dünnfilme verschiedener kristalliner Qualität gezüchtet. Diese wurden hinsichtlich ihrer chemischen Komposition mit Hilfe von energie-dispersiver Röntgenspektroskopie und Röntgenphotoelektronenspektroskopie untersucht. Durch Korrelation der Ergebnisse mit Messungen zum zirkularen magnetischen Röntgendichroismus, konnte eine partielle Inversion der Spinellstruktur nachgewiesen werden. Der Grad der Inversion ist höher für geringe Abscheidetemperaturen. Für diese defektreichen Dünnfilme zeigen Röntgenbeugungsuntersuchungen eine geringere kristalline Ordnung der Dünnfilme. Die strukturellen Defekte haben einen maßgeblichen Einfluss auf die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Ferrit-Dünnfilme. So zeigen die Ferrit-Dünnfilme für geringe Züchtungstemperaturen eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit, während Dünnfilme, die bei hohen Substrattemperaturen gezüchtet wurden, isolierend sind. Die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit kann auf thermisch aktivierte Hopping-Leitung oder die Leitung zwischen Clustern, die in einer Matrix eingebettet sind, zurückgeführt werden. Die magnetischen Eigenschaften von Zinkferrit-Dünnfilmen werden maßgeblich durch Defekte in der Spinellstruktur bestimmt, da es nominell in der normalen Spinellstruktur kristallisiert und daher antiferromagnetisch ist. Die partielle Inversion der Eisen- und Zinkionen führt zu Ferrimagnetismus in den Zinkferrit-Dünnfilmen, der mit Hilfe von SQUID-Messungen in dieser Arbeit eingehend untersucht wurde. Durch Korrelation der Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungsmethoden konnten Rückschlüsse auf die dominierenden Defekte in den Ferrit-Dünnfilmen geschlossen werden. So sind zum einen Defekte auf atomarer Skala, wie Antisite-Defekte und divalenten Fe-Ionen für die erhöhte elektrische Leitfähigkeit und die größere Magnetisierung der defektreichen Dünnfilme verantwortlich. Zum anderen können ausgedehnte Defekte, im Speziellen Cluster, die in einer amorphen Matrix eingebettet sind, nicht ausgeschlossen werden.

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Weisheit, Martin. "Rauhigkeit und Durchmischung der Grenzflächen in laserdeponierten Cu-Ag- und Fe-Ag-Schichtsystemen." Doctoral thesis, 2002. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B43A-6.

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Mitra, Thomas [Verfasser]. "Ablation biologischen Hartgewebes mit gepulsten IR-Lasern / vorgelegt von Thomas Mitra." 2002. http://d-nb.info/963937952/34.

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Kunz, Peter [Verfasser]. "Resonanzionisations-Massenspektrometrie mit gepulsten und kontinuierlichen Lasern an Plutonium / vorgelegt von Peter Kunz." 2004. http://d-nb.info/971950008/34.

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Maier, Markus [Verfasser]. "In-situ-Präparation von komplexen supraleitenden und ferroelektrischen Heterostrukturen mittels gepulster Laser-Deposition / von Markus Maier." 2001. http://d-nb.info/963567454/34.

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Seifert, Marietta. "Spin-Reorientierung in epitaktischen NdCo5-Schichten." Doctoral thesis, 2012. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A26360.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit präsentiert die ersten detaillierten Untersuchungen des Spin-Reorientierungs-Übergangs in epitaktischen NdCo5-Schichten. Die Proben, die mit gepulster Laserdeposition hergestellt wurden, konnten sowohl als in-plane- als auch als out-of-plane-texturierte Schichten präpariert werden. Für beide Wachstumsvarianten ergaben Röntgendiffraktometrie- und Texturmessungen eine sehr gute Texturierung mit einer nahezu einheitlichen Orientierung der c-Achse, die eine Untersuchung der magnetischen Eigenschaften entlang ausgewählter kristallografischer Richtungen ermöglichte. Die globalen Magnetisierungsmessungen der In-plane-Proben zeigten einen Spin-Reorientierungs-Übergang von einer magnetisch leichten c-Achse für Temperaturen oberhalb von 310 K über einen magnetisch leichten Kegel hin zu einer magnetisch leichten Ebene (a-Achse) unterhalb von 255 K. Die Übergangstemperaturen liegen damit geringfügig über den bisher an Massivproben gemessenen Werten. Aus den magnetischen Hysteresemessungen wurden die magnetokristallinen Anisotropiekonstanten erster und zweiter Ordnung für den Temperaturbereich der magnetisch leichten c-Achse und der magnetisch leichten Ebene ermittelt. Die Untersuchungen der Out-of-plane-Proben wiesen die Existenz einer magnetokristallinen Anisotropie höherer als zweiter Ordnung nach. Sie bewirkt ein unterschiedliches Schaltverhalten der parallel zur a- bzw. b-Achse gemessenen magnetischen Hysteresekurven im Temperaturregime der magnetisch leichten Ebene. Für die in-plane-texturierten Schichten wurde das Domänenmuster und dessen Änderung mit der Temperatur im gesamten Spin-Reorientierungs-Bereich analysiert. Diese Untersuchungen basieren auf in Kooperation mit der Universität Hamburg durchgeführten SEMPA-Messungen. Oberhalb von 318 K liegt eine Zweidomänenkonfiguration mit einer Ausrichtung der Magnetisierung parallel zur c-Achse vor, die beim Abkühlen in das Regime des magnetisch leichten Kegels in einen Vierdomänenzustand übergeht. Unterhalb von 252 K bildet sich eine Zweidomänenkonfiguration mit parallel zur a-Achse orientierter Magnetisierung. Diese lokalen Messungen bestätigten den Spin-Reorientierungs-Übergang mit zu den globalen Magnetisierungsmessungen vergleichbaren Übergangstemperaturen. Für charakteristisch orientierte Domänenwände erfolgten genauere Analysen der Magnetisierungsprozesse in den angrenzenden Domänen. Um ein erweitertes Verständnis der Domänenkonfiguration, deren Temperaturabhängigkeit und der vorhandenen Domänenwände zu erarbeiten, erfolgten mikromagnetische Simulationsrechnungen für ausgewählte Temperaturen. Die Berechnungen wurden sowohl für homogene Systeme als auch für Geometrien mit verschiedenen Pinningzentren durchgeführt. Die Analyse der Domänenwände ergab, dass ihr Bloch- oder Néel-Charakter und die Domänenwandweite von der Temperatur sowie ihrer Ausrichtung parallel zur c- oder a-Achse abhängt.
This thesis presents the first detailed investigation of the spin-reorientation-transition in epitaxial NdCo5 thin films. The samples were prepared by pulsed laser deposition as in-plane or out-of-plane textured films. For both kinds of samples X-ray diffraction and texture measurements revealed a high degree of texture with one common orientation of the c-axis within the film, which allowed an investigation of the magnetic properties along distinct crystallographic directions. Global magnetization measurements of the in-plane textured films showed a spin-reorientation from a magnetic easy axis (c-axis) at temperatures above 310 K via a magnetic easy cone to a magnetic easy plane (a-axis) at temperatures below 255 K. The transition temperatures are slightly higher than values reported for bulk samples. The magnetocrystalline anisotropy constants of first and second order were determined for the regime of the magnetic easy axis and plane. Measurements of the out-of-plane textured films verified the existence of a magnetocrystalline anisotropy of order larger than two, which becomes obvious from a different magnetic switching behavior along the a- and b-axis in the temperature regime of the magnetic easy plane. The domain structure and its changes with temperature were investigated for the in-plane textured films. There exists a two domain state at temperatures above 318 K with an orientation of the magnetization parallel to the c-axis from which a four domain state evolves when cooling down the sample to the easy cone state. Finally, a two domain state exists in the regime of the magnetic easy plane (easy a-axis) with an orientation of the magnetization parallel to the a-axis at temperatures below 252 K. The local measurements confirm the spin-reorientation-transition with transition temperatures comparable to those derived from global magnetization measurements. In addition, a detailed analysis of the magnetization processes for some characteristically oriented domain walls was performed. Micromagnetic simulations were carried out for selected temperatures to achieve a deeper understanding of the temperature dependence of the domain configuration and of the domain walls. The simulations considered homogeneous systems as well as systems with pinning centers. An analysis of the domain walls showed that their character and width depend on temperature and the orientation parallel to the a- or c-axis.

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Dissertations / Theses on the topic 'Gepulste Laser'

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