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dc.contributor.advisor Hofsäss, Hans Prof. Dr.
dc.contributor.author Gehrke, Hans-Gregor
dc.date.accessioned 2014-01-10T10:02:57Z
dc.date.available 2014-01-10T10:02:57Z
dc.date.issued 2014-01-10
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5DF0-A
dc.description.abstract Die Bestrahlung von tetraedrisch amorphen Kohlenstoff (ta-C) mit schnellen schweren Ionen führt zur Bildung von mikroskopischen elektrisch leitfähigen Ionenspuren mit Durchmessern um 10 nm. Dieses Phänomen ist auf das sp² zu sp³ Hybridisierungsverhältnis des amorphen Kohlenstoffes zurückzuführen. Das einschlagende Ion deponiert eine große Menge Energie innerhalb des Spurvolumens, so dass eine Materialtransformation hin zu höheren sp² Hybridisierung stattfindet. Hierdurch wird die elektrische Leitfähigkeit der Ionenspur stark erhöht. Dieser Effekt kann durch die Zugabe von Verunreinigungen wie Kupfer verstärkt werden. Das Ziel dieser Arbeit ist die umfassende Analyse des elektrischen Verhaltens von ta-C mit besonderen Augenmerk auf die Auswirkungen von Kupferverunreinigungen und Ionenspuren. Der Effekt von Kupferverunreinigungen auf das wichtige Hybridisierungsverhältnis vom amorphen Kohlenstoff wird vermessen. Darüber hinaus wurden alle Proben elektrisch mit makroskopischen Kontakten im Temperaturbeireich von 20 K bis 380 K analysiert. Mikroskopisch wurden einzelne leitfähige Ionenspuren mit Hilfe von atomarer Kraftmikroskopie betrachtet. Die statistische Verteilung der Spureigenschaften in Kohlenstofffilmen mit verschiedenen Kupferkonzentrationen werden verglichen, um die Spurbildung besser zu verstehen. Die normalisierten durchschnittlichen Spurleitfähigkeiten aus mikroskopischen und makroskopischen Messungen werden verglichen. Hierbei kann die Zuverlässigkeit der beiden experimentellen Methoden bewertet werden und mögliche Fehlerquellen ausfindig gemacht werden. Schließlich wird ein Konzept für eine Anwendung unterbrochener Ionenspuren gezeigt. de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/
dc.subject.ddc 530 de
dc.title Electrical characterization of conductive ion tracks in tetrahedral amorphous carbon with copper impurities de
dc.title.alternative Elektirsche Charakterisierung von leitfähigen Ionenspuren in tetraedrisch amorphen Kohlenstoff mit Kupferverunreinigungen de
dc.type doctoralThesis de
dc.contributor.referee Hofsäss, Hans Prof. Dr.
dc.date.examination 2013-06-17
dc.subject.gok Physik (PPN621336750) de
dc.description.abstracteng The irradiation of tetrahedral amorphous carbon (ta-C) with swift heavy ions leads to the formation of conductive microscopic ion tracks with diameters of about 10 nm. This phenomena depends on the sp² to sp³ hybridization-ratio of the amorphous carbon structure. The energy deposition of the impinging ion induces a material transformation towards sp² hybridization within the track volume increasing the conductivity significantly. In order to further enhance the electric properties of the ion tracks, impurities, e.g. copper, can be added to the ta-C film. The objective of this thesis is the comprehensive analysis of the electric behavior of ta-C, particularly with regards to the effects of swift heavy ion irradiation and copper impurities. The import hybridization ratio of the carbon matrix is measured under the the effect of copper. In addition, all samples underwent electrical characterization using macroscopic contact pads at temperatures ranging from 20 K to 380 K. Microscopic analysis of single conductive ion tracks was performed by atomic force microscopy. The statistical distributions of tracks in carbon films with different copper content are compared in order to better understand the track formation. The normalized average track conductivities obtained by atomic force microscopy are compared to the results of the macroscopic measurements. This comparison shows the degree of integrity of both experimental approaches showing possible differences and sources of errors. Finally, a device concept to create interrupted ion tracks is presented. de
dc.contributor.coReferee Jooß, Christian Prof. Dr.
dc.contributor.thirdReferee Große-Knetter, Jörn PD Dr.
dc.contributor.thirdReferee Krebs, Hans-Ulrich Prof. Dr.
dc.contributor.thirdReferee Münzenberg, Markus Prof. Dr.
dc.contributor.thirdReferee Seibt, Michael Prof. Dr.
dc.subject.ger tetraedrisch amorphenr Kohlenstoff de
dc.subject.ger diamantartiger Kohlenstoff de
dc.subject.ger Ionenspur de
dc.subject.ger Schwerionen de
dc.subject.ger Leitfähige Ionenspur de
dc.subject.ger Leitfähigkeit amorpher Kohlenstoff de
dc.subject.eng tetrahedral amorphous carbon de
dc.subject.eng diamond-like carbon de
dc.subject.eng swift heavy ion track de
dc.subject.eng ion track de
dc.subject.eng conductive ion track de
dc.subject.eng variable range hopping de
dc.subject.eng Frenkel Poole de
dc.subject.eng conductivity amorphous carbon de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-5DF0-A-4
dc.affiliation.institute Fakultät für Physik de
dc.identifier.ppn 776023101

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