Die Architektur von Mobilfunk-Front-Ends kann durch den Einsatz frequenzverstimmbarer Filter bzw. Schalter stark vereinfacht werden. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Resonatorsystem zu entwickeln, das auf einer kontaktlosen Signalübertragung basiert. Die Schalterfunktion soll durch mechanische Modulation erreicht werden und es soll eine Frequenzverstimmbarkeit während des Betriebs gegeben sein. Zwei sich gegenüberstehende Mehrschicht-Mikrobiegebalken, aus Aluminiumnitrid und nanokristallinem Diamant, die nur durch einen Spalt im Nanometer-Bereich voneinander getrennt sind bilden das Resonatorsystem.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In den letzten Jahren konnte das Potential von Halbleiter-Scheibenlasern für Anwendungen gezeigt werden, die kohärente Strahlquellen mit hoher Strahlqualität und gleichzeitig hoher Ausgangsleistung erfordern. Die Untersuchungen dieser Arbeit widmen sich den Eigenschaften von optisch gepumpten Halbleiter-Scheibenlasern, die antimonidischen III-V-Halbleitern basieren und im Wellenlängenbereich von 2,0 - 2,8 µm emittieren.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Pufferschichten haben bei elektronischen Bauelementen eine spannungsreduzierende und eine isolierende Eigenschaft. In der vorliegenden Dissertation wurden Übergitter, bestehend aus kurzperiodischen AlN und GaN Schichten, als Pufferschichten realisiert. Hergestellt, charakterisiert und simuliert wurden zwei unterschiedliche Variationen in der Periode des Übergitters. Die Simulation erfolgte anhand von Kapazitäts-Spannungs-Messungen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Arbeit befasst sich mit der Erhöhung der Leistungsfähigkeit von InAs/GaSb-Übergitterdetektoren für den Spektralbereich des langwelligen Infrarots zwischen 8 und 12 μm durch eine Reduktion des Dunkelstroms mit Hilfe von Heteroübergängen. Auf Basis evaluierter theoretischer Modelle werden Übergitterdetektoren mit Heteroübergängen ausgelegt, hergestellt und die Dunkelstromreduktion anhand der Charakterisierung der Detektoren gezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wurde ein 94 GHz Radarmodul zur Untersuchung der Herausforderungen der präzisen Abstandssensorik im Nahbereich entwickelt. Systematische Messfehler können kalibriert werden, weshalb speziell auf die statistischen Fehler eingegangen wird, welche die Präzision begrenzen. Dazu wird der Einfluss von Rauschprozessen auf die Messperformance theoretisch beschrieben und messtechnisch über verschiedene Parametervariationen verifiziert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Detektion von CO(tief)2 wird durch bildgebende Technologien für den infraroten Spektralbereich ermöglicht. Die Detektorelemente basieren auf dem Materialsystem InAs/GaSb-Übergitter. Das von Avalanchedioden bekannte Rauschmodell lässt sich auf das experimentell gefundene Eigenrauschen der Übergitterdetektoren applizieren. Mithilfe der entwickelten Methodik, lässt sich eine Prognose über die zu erreichende Materialqualität der Übergitter abgeben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Dissertation beschreibt einen neuartigen Bondprozess von Aluminiumnitrid auf Diamant. An der Grenze der beiden Oberflächen wird ein dünner Wasserfilm mit AlN in ein thermomechanisch stabiles Aluminiumhydroxid umgewandelt. Die Ausbildung der 30 nm dünnen Bondschicht erfolgt bei Temperaturen < 200 Grad Celsius und erzeugt vernachlässigbar kleine thermomechanische Verspannungen. Mit dieser Technologie werden AlGaN/GaN-Schottkydioden und -RF-Transistoren auf Diamant gebondet. Im Gegensatz zu anderen bisher entwickelten AlGaN/GaN-Diamant-Technologien wird keine zusätzliche Zwischenschicht eingebracht, um die Verbindung zu stabilisieren. Während der chemischen Umwandlung von AlN entstehen gelöste Hydroxide, welche bei einer Übersättigung rekristallisieren und somit die Grenze zwischen den Oberflächen atomar dicht ausfüllen. Der Herstellungsprozess kann außerhalb des Reinraums durchgeführt werden, da durchgehend in Flüssigkeiten gearbeitet wird. Die Möglichkeit, trotz niedriger Prozesstemperaturen eine mechanisch feste, elektrisch isolierende und thermisch gute Bondschicht auszubilden, ist unter den bisher dokumentierten GaN-Diamant-Technologien einmalig.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der spektroskopische Fingerabdruck von Substanzen im Infraroten wird in modernen, echtzeitfähigen Anwendungen mit halbleiterbasierten, thermoelektrisch gekühlten Photodetektoren identifiziert. In dieser Arbeit werden InAs/GaSb-Übergitter, die künstliche Halbleiter-Quantenstrukturen darstellen, als Detektormaterial für thermoelektrisch gekühlte Infrarot-Photodetektoren untersucht, entwickelt und optimiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Diese Arbeit liefert einen Überblick über die Bedingungen eines Quantenkaskadenlasers im externen Resonator, die für einen stabilen Betrieb der longitudinalen Moden notwendig sind. Darauf aufbauend wird der Einfluss des Resonators auf das Abstimmverhalten dieser Moden untersucht, was schließlich zu einem schnellen und hochauflösenden Spektroskopie-Verfahren führt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit werden die spektralen Eigenschaften sowie die interne Verstärkung bei hohen elektrisch Feldstärken Aluminium-Gallium-Nitrid-basierter Avalanche Photioden mit hohem Aluminiumgehalt x(tief)Al > 0.60 untersucht. Die Bauteile zeigen interne Verstärkungen von bis zu M = 10(hoch)5. Der Franz-Keldysh-Effekt wird in den Bauteilen beobachtet. Eigenschaften von Störstellen können für Elektroabsorption von zentraler Bedeutung sein.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Polare InGaN-Quantenfilme mit [0001]-Wachstumsrichtung finden als Herzstücke von Leuchtdioden und Halbleiterlasern im blauen und grünen Spektralbereich eine stetig größere Verbreitung. Nichtsdestotrotz existieren nach wie vor offene Fragestellungen zu grundlegenden physikalischen Zusammenhängen und Effekten. Diese Arbeit versucht einen Beitrag dazu zu leisten, die optische Polarisation der Emission von InGaN-Quantenfilmen mit generalisierter Wachstumsrichtung (? [0001]) zu verstehen und zu beschreiben. Die physikalischen Eigenschaften dieser sogenannten semipolaren und nonpolaren Wachstumsrichtungen werden durch den Ansatz der k ·p-Näherung detailliert betrachtet, Messgrößen abgeleitet und diese experimentell bei T = 10K gezeigt. Darauf aufbauend wird anhand von nonpolaren Quantentrögen eine Möglichkeit herausgearbeitet statistische Effekte, die aufgrund des Pauli-Verbotes bei Erhöhung der Ladungsträgerdichte in Quantenfilmen bei Raumtemperatur auftreten, zu betrachten und zu beschreiben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Laserbearbeitung an GaN-basierten Leuchtdioden mit Pikosekunden-Laserpulsen im ultravioletten Spektralbereich. Neben der Planung und dem Aufbau einer Laser-µ-Bearbeitungsanlage wird auf die Entwicklung von Laserbearbeitungsverfahren zur Realisierung GaN-basierter Leuchtdioden eingegangen, ohne dabei auf konventionelle Lithographie und trockenchemische Ätzverfahren zurückzugreifen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Kernthema dieser Arbeit behandelt die Charakterisierung und Modellierung von aktiven und passiven Schaltungskomponenten bei Millimeter und Submillimeter-Frequenzen. Hierbei wird gezielt auf das verteilte Bauteilverhalten bei hohen Frequenzen und dessen Beschreibung über neuartige Modellansätze eingegangen. Ebenso werden neue Ansätze bezüglich der On-Wafer S Parameter Kalibration bei Höchstfrequenzen untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen dieser Dissertation wurden Wellenleiterstrukturen zur "Verbesserung der Abbildungsqualität blauer Projektionslichtquellen" entwickelt. Dabei lag der Hauptfokus auf der Realisierung von blauen Superlumineszenz-Dioden, deren breitbandiges Emissionsspektrum das Auftreten von "Speckle" reduziert. Eine weitere Verbesserung der Abbildungsqualität gelang durch eine detaillierte Analyse von Streulicht und eine Korrektur der daraus folgenden Fernfeldstörungen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Diese Dissertation widmet sich der Weiterentwicklung labelfreier Affinitätsbiosensoren auf ISFET-Basis. Im Fokus liegen dabei die Funktionalisierung von Open-Gate-Galliumnitrid-HEMTs sowie die Charakterisierung der Detektoren mit verschiedenen Messprinzipien. Dabei wird ein neuartiges, dynamisches Messprinzip eingeführt, das sich die eingeschränkt bewegliche Anbindung der Sonden durch die gewählte Funktionalisierungschemie zu Nutze macht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der die Leistungsfähigkeit von InAs/GaSb-Übergitterphotodioden limitierende Dunkelstrom kann durch eine Anpassung des Bauteilkonzeptes deutlich reduziert werden. Detektoren mit einem solchen Heteroübergang können dann bei höheren Temperaturen betrieben werden, was deutliche Einsparungen bei der nötigen Kühlleistung ermöglicht und Detektorsysteme kleiner und leichter macht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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AlGaN-Photodetektoren bieten erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Si-basierten Photodetektoren hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der elektrooptischen Leistungseigenschaften. Schwerpunkt dieser Dissertation ist daher die metallorganische Gasphasenepitaxie und die Charakterisierung der AlGaN-Schichten zur Prozessierung von p-i-n-Photodioden für die Messung von UV-Strahlung.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Dissertation befasst sich mit dem homoepitaktischen Wachstum stickstofffreier sowie mit Nickel bzw. Wolfram dotierter einkristalliner Diamantschichten mittels der Mikrowellenplasma-assistierten chemischen Gasphasenabscheidung (MWPECVD). Mit Hilfe der konfokalen Mikro-Photolumineszenzspektroskopie sowie einem Interferometer nach Hanbury-Brown und Twiss werden die in diesen Schichten erzeugten fluoreszierenden Farbzentren charakterisiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wurde ein 94 GHz Radarmodul zur Untersuchung der Herausforderungen der präzisen Abstandssensorik im Nahbereich entwickelt. Systematische Messfehler können kalibriert werden, weshalb speziell auf die statistischen Fehler eingegangen wird, welche die Präzision begrenzen. Dazu wird der Einfluss von Rauschprozessen auf die Messperformance theoretisch beschrieben und messtechnisch über verschiedene Parametervariationen verifiziert.
Aktualisiert: 2023-05-04
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Der spektroskopische Fingerabdruck von Substanzen im Infraroten wird in modernen, echtzeitfähigen Anwendungen mit halbleiterbasierten, thermoelektrisch gekühlten Photodetektoren identifiziert. In dieser Arbeit werden InAs/GaSb-Übergitter, die künstliche Halbleiter-Quantenstrukturen darstellen, als Detektormaterial für thermoelektrisch gekühlte Infrarot-Photodetektoren untersucht, entwickelt und optimiert.
Aktualisiert: 2023-03-31
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