Neuartige nanostrukturierte Diamantschichten mit optimierten mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften

Markus Mohr

doi:10.51202/9783186761057

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit richtet sich an Ingenieure und Wissenschaftler, die sich für Herstellung, Eigenschaften und Anwendungspotentiale von nanokristallinen Diamantschichten interessieren. Im Fokus dieser Arbeit stehen die mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften von nanokristallinen Diamantschichten. Diese hängen von der Korngröße und der Struktur der Korngrenzen der Diamantschichten ab. Es wird auf einige Synthese-Parameter der verwendeten chemischen Gasphasenabscheidung eingegangen, mit Hilfe derer die Eigenschaften der synthetisierten Diamantschichten optimiert werden können. Unterschiedliche Verfahren werden genutzt um mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften der Schichten zu charakterisieren. Mikromechanische Modelle werden verwendet um aus den ermittelten Materialkennwerten der Diamantschichten auf die Einflüsse der Korngrenzen zu schließen.

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2017
ISBN-Print: 978-3-18-376105-0
ISBN-Online: 978-3-18-676105-7
Verlag: VDI Verlag, Düsseldorf
Reihe: Grund- und Werkstoffe/Kunststoffe
Band: 761
Sprache: Deutsch
Seiten: 238
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - VIII Download Kapitel (PDF)
Einleitung Kein Zugriff Seiten 1 - 4
1. 1. Historische Bemerkungen Kein Zugriff
  2. Diamantwachstum mittels Hot Filament CVD Kein Zugriff
  3. Substratauswahl Kein Zugriff
2. 1. Kristallstruktur von Diamant Kein Zugriff
  2. Atomare Struktur von nanokristallinem Diamant Kein Zugriff
  3. Anteil der Korngrenzen am Gesamtmaterial Kein Zugriff
  4. Modell der Korngrenzenelastizität Kein Zugriff
  5. Bandstruktur von Diamant Kein Zugriff
3. 1. Mechanische Eigenschaften Kein Zugriff
  2. Elektrische Eigenschaften Kein Zugriff
  3. Thermische Eigenschaften Kein Zugriff
4. 1. Statische Biegung von Mikrobiegebalken Kein Zugriff
  2. Resonante Vibration von Mikrobiegebalken Kein Zugriff
  3. Balken mit verschiedenen Aspektverhältnissen Kein Zugriff
1. 1. Substratvorbehandlung Kein Zugriff
  2. Aufbau der Hot Filament CVD Kein Zugriff
2. 1. Phasenbestimmung Kein Zugriff
  2. Korngrößenbestimmung Kein Zugriff
  3. Texturmessungen Kein Zugriff
3. Dichtemessungen Kein Zugriff
4. 1. Mikrobalkenstrukturen zur Bestimmung von Elastizitätsmodul, mechanischer Verspannung und Verspannungsgradient Kein Zugriff
  2. Mikrobalkenstrukturen zur Bestimmung von Elastizitätsmodul, Schermodul, Poissonzahl und Bruchspannung Kein Zugriff
5. 1. Nanoindentation Kein Zugriff
  2. Balkenbiegung zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls Kein Zugriff
  3. Biegung von mikrostrukturierten Balken mittels AFM Kein Zugriff
  4. Biegung von mikrostrukturierten Balken mittels Nanoindenter Kein Zugriff
  5. Dynamische Messung von Elastizitäts-, Schermodul und Poissonzahl Kein Zugriff
  6. Bestimmung des mechanischen Verspannungszustandes Kein Zugriff
6. Messung der elektrischen Leitfähigkeit Kein Zugriff
7. 1. 3ω-Methode für Volumenmaterial Kein Zugriff
  2. 3ω-Methode für dünne Filme (Temperaturoffset-Methode) Kein Zugriff
  3. Messaufbau Kein Zugriff
1. Synthese von (ultra-)nanokristallinen Diamantschichten Kein Zugriff
2. 1. Morphologie Kein Zugriff
  2. Korngrößenbestimmung Kein Zugriff
  3. Texturmessungen Kein Zugriff
  4. Wachstumsgeschwindigkeit Kein Zugriff
  5. Renukleationsraten Kein Zugriff
3. 1. Härte Kein Zugriff
  2. Elastizitätsmodul Kein Zugriff
  3. Messung der Poissonzahl Kein Zugriff
  4. Messung der Bruchspannung Kein Zugriff
  5. Bestimmung des mechanischen Verspannungszustands im Film Kein Zugriff
  6. Hochtemperaturplastizität von nanokristallinem Diamant Kein Zugriff
4. Elektrische Leitfähigkeit Kein Zugriff
5. 1. Der Wärmeübergang zwischen Diamantschicht und Silizium Substrat Kein Zugriff
  2. Bestimmung der thermischen Leitfähigkeit Kein Zugriff
  3. Modellierung der Wärmeübergangsleitfähigkeit der Korngrenzen Kein Zugriff
  4. Modellierung der Korngrenzenelastizität Kein Zugriff
1. Herstellung von (ultra-)nanokristallinen Diamantschichten Kein Zugriff
2. Strukturuntersuchungen Kein Zugriff
3. Balkenstrukturen zur Materialcharakterisierung Kein Zugriff
4. 1. Härte Kein Zugriff
  2. Elastizitäts-, Schermodul und Poissonzahl Kein Zugriff
  3. Bruchspannung Kein Zugriff
  4. Bestimmung der mechanischen Verspannungen Kein Zugriff
  5. Plastische Verformbarkeit Kein Zugriff
5. Elektrische Eigenschaften Kein Zugriff
6. Vergleich der mechanischen und elektrischen Eigenschaften Kein Zugriff
7. Thermische Leitfähigkeit von nanokristallinen Diamantfilmen Kein Zugriff
Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 162 - 163
Summary and Outlook Kein Zugriff Seiten 164 - 165
1. Tabellen Kein Zugriff
2. REM Aufnahmen Kein Zugriff
3. Texturmessungen Kein Zugriff
4. Röntgenuntersuchungen (EMPA CH) Kein Zugriff
5. Simulationen FEM (FhG) Kein Zugriff
6. Filamentalterung Kein Zugriff
7. Laserstrukturierung von Diamant Kein Zugriff
8. Graphiken Kein Zugriff
9. Fotos Kein Zugriff
10. 1. Wärmetransport in der Hot Filament CVD Kein Zugriff
  2. Simulation des Temperaturprofils auf dem Substrat in der Hot Filament CVD Kein Zugriff
11. Abschätzung der Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches Kein Zugriff
12. Herleitung von EGB aus 2-Phasen-Modell Kein Zugriff
13. Abschätzung der Péclet-Zahl Kein Zugriff
14. Publikationsliste des Autors Kein Zugriff
15. Konferenzbeiträge des Autors Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 208 - 238