969 resultados para THIN-LAYERS
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Raman scattering measurement has been used to study the residual strains in the thin 3C-SiC/Si(001) epilayers with a variation of film thickness from 0.1 to 1.2 mu m. which were prepared by chemical vapor deposition (CVD)growth. Two methods have been exploited to figure our the residual strains and the exact LO bands. The final analyzing results show that residual strains exist in the 3C-SiC epilayers. The average stress is 1.3010 GPa, and the relative change of the lattice constant is 1.36 parts per thousand. Our measurements also show that 3C-SiC phonons are detectable even for the samples with film thickness in the range of 0.1 to 0.2 mu m. (C) 2000 Published by Elsevier Science S.A. All rights reserved.
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Fermi-level pinning of aluminium on n-type germanium (n-Ge) was reduced by insertion of a thin interfacial dielectric by atomic layer deposition. The barrier height for aluminium contacts on n-Ge was reduced from 0.7 eV to a value of 0.28 eV for a thin Al2O3 interfacial layer (∼2.8 nm). For diodes with an Al2O3 interfacial layer, the contact resistance started to increase for layer thicknesses above 2.8 nm. For diodes with a HfO2 interfacial layer, the barrier height was also reduced but the contact resistance increased dramatically for layer thicknesses above 1.5 nm.
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This paper presents the theoretical and experimental results for oxide thin film growth on titanium films previously deposited over glass substrate. Ti films of thickness 0.1 μm were heated by Nd:YAG laser pulses in air. The oxide tracks were created by moving the samples with a constant speed of 2 mm/s, under the laser action. The micro-topographic analysis of the tracks was performed by a microprofiler. The results taken along a straight line perpendicular to the track axis revealed a Gaussian profile that closely matches the laser's spatial mode profile, indicating the effectiveness of the surface temperature gradient on the film's growth process. The sample's micro-Raman spectra showed two strong bands at 447 and 612 cm -1 associated with the TiO 2 structure. This is a strong indication that thermo-oxidation reactions took place at the Ti film surface that reached an estimated temperature of 1160 K just due to the action of the first pulse. The results obtained from the numerical integration of the analytical equation which describes the oxidation rate (Wagner equation) are in agreement with the experimental data for film thickness in the high laser intensity region. This shows the partial accuracy of the one-dimensional model adopted for describing the film growth rate. © 2001 Elsevier Science B.V.
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In der vorliegenden Arbeit werden Experimente beschrieben, die zu einem vertieften Verständnis fundamentaler Prozesse bei der elektrochemischen Herstellung von Dünnschichten, sog. Targets, für kernphysikalische und -chemische Studien führten. Targets wurden mittels 'Molecular Plating' (MP) hergestellt, indem eine Elektrodeposition aus organischem Medium in der Regel bei konstantem Strom in Zwei-Elektroden-Zellen. Die Resultate erlaubten, optimierte Herstellungs-bedingungen zu ermitteln, welche die Produktion deutlich verbesserter Targets erlaubten. MP bei konstantem Strom ist ein massentransportkontrollierter Prozess. Der angelegte Strom wird durch einen konstanten Fluss elektroaktiver Spezies zur Kathode – auf der die Schicht wächst – und Anode aufrechterhalten. Die Untersuchungen zeigten, dass das Zellenpotential des Elektrodepositionsystems immer durch den Ohm'schen Spannungsabfall auf Grund des Widerstandes der verwendeten Lösung dominiert wurde. Dies erlaubte die Herleitung einer Beziehung zwischen dem Zellenpotential und der Konzentration der elektroaktiven Spezies. Die Beziehung erlaubt die Erklärung des gemessenen zeitlichen Verlaufs des Zellenpotentials während der Abscheidung als Funktion der Elektrolytkonzentration. Dies dient als Basis, auf der nun ein umfassenderes Bild der Prozesse, die für die charakteristischen Minima im Potentialverlauf einer Abscheidung verantwortlich sind, gewonnen werden kann. Es konnte gezeigt werden, dass die Minima mit der fast vollständigen Entfernung (durch Abscheidung) der aus einem gelösten Salz erzeugten Nd-Ionen korrespondieren. Die abgeschiedene Spezies wurde als Nd3+ identifiziert, vermutlich als Carboxylat, Oxid oder Hydroxid, was auf Grund der hohen negative Werte des Standardredoxpotentials der Lanthanide verständlich erscheint. Von den vorliegenden elektroaktiven Spezies tragen die Nd3+ Ionen nur zu knapp 20% zum Gesamtstrom bei. Durch Elektrolyse tragen auch die Lösungsmittelkomponenten zu diese Strom bei. Die Gegenwart von elektrolysiertem Lösungsmittel wurde in Analysen der Dünnschichten bestätigt. Diese waren immer mit chemi- und physisorbierten Lösungsmittelmolekülen bedeckt. Die Analyse der Dünnschichten zeigte, dass die Oberflächen von einem furchenartiges Netz durchzogen waren, und dass diese während des Trocknen der Schichten nach dem MP entstanden. Ob die Schichten an Luft oder in inerter Atmosphäre trockneten, hatte keinen Einfluss. Es wurden Experimente mit mehreren Lösungsmitteln durchgeführt, die sich deutlich in ihren physikalischen Eigenschaften, v.a. dem Siedepunkt, unterschieden. Furchenfreie Dünnschichten konnten insbesondere bei MP in N,N-dimethylformamide (DMF) erzeugt werden. Die Verwendung von DMF in Kombination mit einer Abscheidung auf sehr glatten Substraten erlaubte die Produktion von sehr homogenen, glatten und defektfreien Schichten. Diese waren vermutlich geringeren inneren Spannungen während des Trocknens ausgesetzt, als Schichten auf raueren Substraten oder solche, die aus flüchtigeren Lösungsmitteln hergestellt wurden. Die Oberflächenrauigkeit des Substrats und das gewählte Lösungsmittel wurden so als Schlüsselfaktoren für die Produktion hochqualitativer Schichten identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass mit MP eine sehr effiziente Methode zur Herstellung homogener Schichten mit exzellenter Ausbeute ist. In weiteren Experimenten mit dem primordialen Alpha-Emitter 147Sm als Modellisotop wurde die Eignung solcher Schichten als Alpha-Quelle untersucht. Sowohl die Energieauflösung als auch der Anteil der Alpha-Teilchen, die den Detektor erreichten, waren von den Quelleneigenschaften abhängig. Die Effekte wurden verschiedenen Variablen der Dünnschicht zugeordnet, welche die Alpha-Spektren beeinflussten. Dominant war die Wahl des Lösungsmittels und die Rauigkeit des Substrats. Dies beeinflusste Schichtdicke und -morphologie sowie die Art des Schichtwachstums und veränderte die Detektionseffizienz in Alpha-Messungen bis zu 15%. Nur homogene, ebene Schichten, die aus DMF auf glatten Substraten abgeschieden wurden, eignen sich optimal als Alpha-Quelle. Die gewonnenen Ergebnisse erlauben die optimierte Herstellung nuklearer Targets durch MP. Künftige Anwendungen beinhalten insbesondere die Herstellung von Targets für neutroneninduzierte Spaltexperimente und untergrundarmeAlpha-Messungen sehr kleiner Aktivitäten.
Ab initio simulations of the structure of thin water layers on defective anatase TiO₂ (101) surfaces
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Esta Tesis presenta un estudio sobre el comportamiento vibroacústico de estructuras espaciales que incluyen capas de aire delgadas, así como sobre su modelización numérica. Las capas de aire pueden constituir un elemento fundamental en estos sistemas, como paneles solares plegados, que se consideran el caso de estudio en este trabajo. Para evaluar la influencia de las capas de aire en la respuesta dinámica del sistema se presenta el uso de modelos unidimensionales. La modelización de estos sistemas se estudia para los rangos de baja y alta frecuencia. En el rango de baja frecuencia se propone un conjunto de estrategias de simulación basadas en técnicas numéricas que se utilizan habitualmente en la industria aeroespacial para facilitar la aplicación de los resultados de la Tesis en los modelos numéricos actuales. Los resultados muestran el importante papel de las capas de aire en la respuesta del sistema. El uso de modelos basados en elementos finitos o de contorno para estos elementos proporciona resultados equivalentes aunque la aplicabilidad de estos últimos puede estar condicionada por la geometría del problema. Se estudia asimismo el uso del Análisis Estadístico de la Energía (SEA) para estos elementos. Una de las estrategias de simulación propuestas, que incluye una formulación energética para el aire que rodea a la estructura, se propone como estimador preliminar de la respuesta del sistema y sus frecuencias propias. Para el rango de alta frecuencia, se estudia la influencia de la definición del propio modelo SEA. Se presenta el uso de técnicas de reducción para determinar una matriz de pérdidas SEA reducida para definiciones incompletas del sistema (si algún elemento que interactúa con el resto no se incluye en el modelo). Esta nueva matriz tiene en cuenta la contribución de las subestructuras que no se consideran parte del modelo y que suelen ignorarse en el procedimiento habitual para reducir el tamaño del mismo. Esta matriz permite también analizar sistemas que incluyen algún componente con problemas de accesibilidad para medir su respuesta. Respecto a la determinación de los factores de pérdidas del sistema, se presenta una metodología que permite abordar casos en los que el método usual, el Método de Inyección de Potencia (PIM), no puede usarse. Se presenta un conjunto de métodos basados en la técnicas de optimización y de actualización de modelos para casos en los que no se puede medir la respuesta de todos los elementos del sistema y también para casos en los que no todos los elementos pueden ser excitados, abarcando un conjunto de casos más amplio que el abordable con el PIM. Para ambos rangos de frecuencia se presentan diferentes casos de análisis: modelos numéricos para validar los métodos propuestos y un panel solar plegado como caso experimental que pone de manifiesto la aplicación práctica de los métodos presentados en la Tesis. ABSTRACT This Thesis presents an study on the vibro-acoustic behaviour of spacecraft structures with thin air layers and their numerical modelling. The air layers can play a key role in these systems as solar wings in folded configuration that constitute the study case for this Thesis. A method based on one-dimensional models is presented to assess the influence of the air layers in the dynamic response of the system. The modelling of such systems is studied for low and high frequency ranges. In the low frequency range a set of modelling strategies are proposed based on numerical techniques used in the industry to facilitate the application of the results in the current numerical models. Results show the active role of the air layers in the system response and their great level of influence. The modelling of these elements by means of Finite Elements (FE) and Boundary Elements (BE) provide equivalent results although the applicability of BE models can be conditioned by the geometry of the problem. The use of Statistical Energy Analysis (SEA) for these systems is also presented. Good results on the system response are found for models involving SEA beyond the usual applicability limit. A simulation strategy, involving energetic formulation for the surrounding fluid is proposed as fast preliminary approach for the system response and the coupled eigenfrequencies. For the high frequency range, the influence of the definition of the SEA model is presented. Reduction techniques are used to determine a Reduced SEA Loss Matrix if the system definition is not complete and some elements, which interact with the rest, are not included. This new matrix takes into account the contribution of the subsystems not considered that are neglected in the usual approach for decreasing the size of the model. It also allows the analysis of systems with accessibility restrictions on some element in order to measure its response. Regarding the determination of the loss factors of a system, a methodology is presented for cases in which the usual Power Injection Method (PIM) can not be applied. A set of methods are presented for cases in which not all the subsystem responses can be measured or not all the subsystems can be excited, as solar wings in folded configuration. These methods, based on error minimising and model updating techniques can be used to calculate the system loss factors in a set of cases wider than the PIM’s. For both frequency ranges, different test problems are analysed: Numerical models are studied to validate the methods proposed; an experimental case consisting in an actual solar wing is studied on both frequency ranges to highlight the industrial application of the new methods presented in the Thesis.
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Cover title.
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With a view to minimising the spiraling labour costs, the concrete masonry industry is developing thin layer mortar technology (known as thin bed technology) collaboratively with Queensland University of Technology. Similar technologies are practiced in Europe mainly for clay brick masonry; in the UK thin layer mortared concrete masonry has been researched under commercial contract with limited information published. This paper presents numerous experimental data generated over the past three years. It is shown that this form of masonry requires special drymixed mortar containing a minimum of 2% polymer for improved workability and blocks with tighter height tolerance, both of which might increase the cost of these constituent materials. However, through semiskilled labour, tools to dispense and control the thickness of mortar and the associated increase in productivity, reduction to the overall costs of this form of construction can be achieved. Further the polymer mortar provides several advantages: (1) improved sustainability due to dry curing and (2) potential to construct mortar layers of 2mm thickness and (3) ability for mechanisation of mortar application and control of thickness without the need for skilled labour.
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Multiscale, multiphase numerical modeling is used to explain the mechanisms of effective control of chirality distributions of single-walled carbon nanotubes in direct plasma growth and suggest effective approaches to further improvement. The model includes an unprecedented combination of the plasma sheath, ion/radical transport, species creation/loss, plasma–surface interaction, heat transfer, surface/bulk diffusion, graphene layer nucleation, and bending/lift-off modules. It is shown that the constructive interplay between the plasma and the Gibbs–Thomson effect can lead to the effective nucleation and lift-off of small graphene layers on small metal catalyst nanoparticles. As a result, much thinner nanotubes with narrower chirality distributions can nucleate at much lower process temperatures and pressures compared to thermal CVD. This approach is validated by a host of experimental results, substantially reduces the amounts of energy and atomic matter required for the nanotube growth, and can be extended to other nanoscale structures and materials systems, thereby nearing the ultimate goal of energy- and matter-efficient nanotechnology.
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In this letter, the performance characteristics of top-gate and dual-gate thin-film transistors (TFTs) with active semiconductor layers consisting of diketopyrrolopyrrole-naphthalene copolymer are described. Optimized top-gate TFTs possess mobilities of up to 1 cm 2 /V s with low contact resistance and reduced hysteresis in air. Dual-gate devices possess higher drive currents as well as improved subthreshold and above threshold characteristics compared to single-gate devices. We also describe the reasons that dual-gate devices result in improved performance. The good stability of this polymer combined with their promising electrical properties make this material a very promising semiconductor for printable electronics.
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In this paper, we report on the device physics and charge transport characteristics of high-mobility dual-gated polymer thin-film transistors with active semiconductor layers consisting of thiophene flanked DPP with thienylene-vinylene-thienylene (PDPP-TVT) alternating copolymers. Room temperature mobilities in these devices are high and can exceed 2 cm2 V-1 s-1. Steady-state and non-quasi-static measurements have been performed to extract key transport parameters and velocity distributions of charge carriers in this copolymer. Charge transport in this polymer semiconductor can be explained using a Multiple-Trap-and-Release or Monroe-type model. We also compare the activation energy vs. field-effect mobility in a few important polymer semiconductors to gain a better understanding of transport of DPP systems and make appropriate comparisons.