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Summenfrequenzspektroskopie

Die Summenfrequenzspektroskopie (SFS, englisch sum frequency spectroscopy, auch vibrational sum frequency spectroscopy, VSFS) ist molekülspektroskopiesches Verfahren, das auf auf einen nichtlinear optischen Effekt zweiter Ordnung bei der Summenfrequenzerzeugung (englisch sum frequency generation, SFG) basiert. Sie ist eng verwandt mit der Raman- und der Infrarotspektroskopie.

Die Methode wurde 1986 von Y. R. Shen und Mitarbeitern ^[1]^[2] entwickelt, die damals nach einer selektiven Methode zur Untersuchung von Oberfläche von zentrosymmetrischen Materialien, wie Flüssigkeiten, Gas und optisch isotrope Festkörper, suchten.

== Beschreibung ==

Für die Beobachtung Phänomene der nichtlinear optischer Effekte wird eine sehr hohe Strahlungsintensität benötigt, wie sie beispielsweise durch Laser mit einer hohen Spitzenleistung erreicht werden können. Bei der Summenfrequenzspektroskopie wird, ähnlich wie bei der Anti-Stokes-Raman-Spektroskopie (engl .coherent anti-stokes Raman Spektroscopy, CARS), die Probe mit einem Laserstrahl fester Frequenz (meist im sichtbares Licht oder nahes Infrarot) bestrahlt. Zusätzlich wird ein zweiter, gepulster Laser dessen Frequenz im Infrarotbereich einstellbar (durchstimmbar) ist, ebenfalls auf die Probe gestrahlt. Beiden Laserpulse durchdringen die Probe und werden so aufeinander abgestimmt, dass sie sich an der zu untersuchenden Oberfläche räumlich und zeitlich überlagern/addieren. Es ergibt sich ein schwacher ...

Bei diesem Drei-Photonen-Prozess, einem optischen Prozess zweiter Ordnung (ähnlich der Differenzfrequenzerzeugung (engl. difference frequency generation, DFG) oder der Erzeugung der zweiten Harmonischen (engl. Second Harmonic Generation, SHG), wird ausgenutzt, dass die Suszeptibilität zweiter Ordnung χ⁽²⁾ nicht null ist. Dieser Effekt tritt bei hohen Feldstärken in der Nähe von Symmetriebrüchen (des Materials) auf, beispielsweise an einer Grenzfläche. Durch diese räumliche Begrenzung des Signals erklärt sich die außerordentliche Sensitivität der SFS an der Grenzfläche zweier inversionssymmetrischer Materialien.

Als Spektrum erhält man im Wesentlichen eine Überlagerung des nichtresonanten Hintergrundsignals und der Schwingungsresonanzen an der Grenzfläche der Moleküle zur Luft- oder zum Lösungsmittel darstellt.

== Anwendung ==

Die Tatsache, dass Summen- oder Differenzfrequenzerzeugung nur dann möglich, wenn ein Symmetriebruch vorliegt, macht die SFS zu einer oberflächensensitiven Methode. Die Summenfrequenzspektroskopie ist eine experimentell recht aufwendige Methode, die jedoch gegenüber alternativen Verfahren, wie der Elektronenenergieverlustspektroskopie oder der Infrarotspektroskopie, den Vorteil einer spezifischen Grenzflächenempfindlichkeit. Die SFS wird daher unter anderem zur Materialuntersuchung eingesetzt, sie eignet beispielsweise sich zur Charakterisierung von Oberflächenbelegungen und Adsorbaten (sowohl unter Ultrahochvakuum als auch unter Atmosphärendruck).

== Literatur ==

David A. Beattie, Colin D. Bain: Sum-frequency Spectroscopy. In: John M. Chalmers, Peter R. Griffiths (Hrsg.): Handbook of Vibrational Spectroscopy. John Wiley & Sons, 2001, ISBN 0-471-98847-2.
Ulrich Bauer: Summenfrequenz-Spektroskopie im mittleren Infrarotbereich an in situ Grenzflächen und Oberflächen unter UHV-Bedingungen. München 2005 (PDF – Dissertation, München, Technische Universität München, 2005).

== Weblinks ==

Summenfrequenz-Spektroskopie (SFG). Uni Heidelberg, abgerufen am 16. September 2010.

http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/volltexte/2002/1834/pdf/diss2.pdf

== Einzelnachweise ==

↑ X. D. Zhu, Hajo Suhr, Y. R. Shen: Surface vibrational spectroscopy by infrared-visible sum frequency generation. In: Physical Review B. Band 35, Nr. 6, 1987, S. 3047–3050, doi:10.1103/PhysRevB.35.3047.
↑ J. H. Hunt, P. Guyot-Sionnest, Y. R. Shen: Observation of C-H stretch vibrations of monolayers of molecules optical sum-frequency generation. In: Chemical Physics Letters. Band 133, 1987, S. 189–192, doi:10.1016/0009-2614(87)87049-5.

Voigt-Effekt

== Beschreibung ==

...

und wird in der Nähe von intensiven Absorptionslinien wegen der Beeinflussung der Elektronenbewegung besonders stark.

== Einzelnachweise ==

== Zu sichtene Literatur ==

W. Voigt: Ueber einige neuere Beobachtungen von magneto-optischen Wirkungen. In: Annalen der Physik. Band 313, Nr. 8, 1902, S. 872–889, doi:10.1002/andp.19023130812.

== Weitere Effekte ==

Topografie (Messtechnik)

Der Begriff Topografie (von Vorlage:ELSalt tópos, dt. Ort, und γραφειν grafeïn, dt. zeichnen bzw. beschreiben; wörtlich „Ortsbeschreibung“) – auch Oberflächenbeschaffenheit – bezeichnet im Bereich der Messtechnik die Beschreibung sowohl der geometrischen Gestalt der Oberfläche als auch der physikalischen und chemischen Eigenschaften von technischen Oberflächen oder Mikrostrukturen.

Die Beschreibung der Topografie (Oberflächenrauigkeit, Oberflächengestalt, usw.) basiert in der Regel auf Daten von Messverfahren wie mechanischen und optischen Profilometern oder Rasterkraftmikroskope.

Literatur

DIN EN ISO 8785. Geometrische Produktspezifikation (GPS) - Oberflächenunvollkommenheiten; Begriffe, Definitionen und Kenngrößen (ISO 8785:1998). Oktober 1999.

Fritz Goos

Hermann Fritz Gustav Goos (*11. Januar 1883, Hamburg, † 18. Mai 1968, Hamburg^[1]) war ein deutscher Physiker und Astronom.

Goos,

Prof. Dr.Fritz Goos: Apl. Professor an der Universität Hamburg Dr. phil. Bonn 1908. Assistent Sternwarte Bonn 1908. Assistent Sternwarte Hamburg 1909. Ab 1911 am Physikalisches Institut/Physikalisches Staatslaboratorium Hamburg, zuletzt (bis 1948) als Wiss. Rat.^[2] ^[3]

== Werke ==

Pogg 5/439. 6/923, 7a-2/241, 8/1396

== Einzelnachweise ==

↑ Wilhelm Brüggenthies, Wolfgang R. Dick: Biographischer Index der Astronomie. Harri Deutsch Verlag, 2005, ISBN 978-3-8171-1769-7, S. 197 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Mitteilungen der Astronomischen Gesellschaft. 1957 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Klaus Hentschel: An unwelcome discovery: The pole effect in the electric arc, a threat to early 20th century precision spectrometry. In: Archive for History of Exact Sciences. Band 51, Nr. 3, 1997, S. 199–271, doi:10.1007/BF00384117.

Personendaten
NAME	Goos, Fritz
ALTERNATIVNAMEN	Goos, Hermann Fritz Gustav
GEBURTSDATUM	11. Januar 1883
GEBURTSORT	Hamburg
STERBEDATUM	18. Mai 1968
STERBEORT	Hamburg

Hilda Hänchen

Hilda Lindberg-Hänchen (*? ?, ?, † ? ?, ?)

== Werke ==

Hilda Hänchen: Über das Eindringen des totalreflektierten Lichtes in das dünnere Medium. Hamburg 1943, OCLC 71864159 (Hamburg, Math.-naturwiss. F., Diss., 1943 (Nicht f. d. Austausch)).

== Einzelnachweise ==

Personendaten
NAME	Hänchen, Hilda
ALTERNATIVNAMEN	Lindberg-Hänchen, Hilda

ICB-Technik

Die ICB-Technik (von englisch ionized cluster beam, ICB, auch ionized cluster beam deposition, ICBD) ist ein ionengestütztes physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren zur Herstellung dünner Schichten (Metalle, Dielektrika und Halbleitern) bei niedrigen Substrattemperaturen.

== Funktionsweise ==

Dabei der ICB-Technik handelt es sich um ein modifiziertes Aufdampfverfahren bei dem der verwendete Tiegel mit dem (geschmolzenen) Ausgangsmaterial zunächst geschlossen gehalten wird. Durch Verdampfen des Materials und Aufheizen des Materialsdampfs entsteht im abgeschlossenen Tiegel ein Überdruck. Beim Erreichen eines prozessspezifischen Drucks wird der Dampf für die Beschichtung durch eine Düse abgelassen. Dabei kommt es zu einer adiabatischen Expansion des Dampfs, das heißt, bei der Expansion findet kein Energieaustausch mit der Umgebung statt und der Dampf kühlt sich durch die verrichtete Volumenarbeit rasch ab. Es kommt zu einer Art Kondensation im Gasraum, bei dem sich elektrisch neutrale Atomhaufen (engl. cluster) bilden. Im Gasraum werden die Atomhaufen zusätzlich durch Stöße mit einem Elektronenstrahl ionisiert und anschließend über ein elektrisches Feld beschleunigt. Beim Auftreffen auf der Substratoberfläche zerfallen diese Atomhaufen teilweise, verteilen sich dabei auf der Oberfläche und bilden eine kondensierte Schicht.

Über die Beschleunigungsspannung ist es möglich die durchschnittliche Energie der Atomhaufen von der rein thermischen Energie auf über 200 eV pro Atom zu variieren. Dies möglich eine kontrollierte Abscheidung von kristallinen Schichten und Epitaxie. Die Beschichtungseigenschaften (Schichtkonformität usw.) des Verfahrens wird hauptsächlich durch die charakteristische Struktur sowie die Wirkung der Ionisierung und Beschleunigung der Atomhaufen beeinflusst.

== Literatur ==

Stephen M. Rossnagel, J. J. Cuomo, William Dickson Westwood: Handbook of plasma processing technology: fundamentals, etching, deposition, and surface interactions. William Andrew, 1990, ISBN 0815512202(?!) – (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Krishna Seshan: Handbook of thin-film deposition processes and techniques: principles, methods, equipment and applications. William Andrew, 2002, ISBN 978-0-8155-1442-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
T. Takagi: Ionized cluster beam (ICB) deposition and processes. In: Pure and App. Chem. Band 60, 1988, S. 781–794 (PDF).

[[Kategorie:Beschichten]] [[Kategorie:Physikalisch-technisches Verfahren]]

Spacistor

Der Spacistor^[1] ist eine Transistorvariante, die ähnlich wie der Bipolartransistor auf einem Potenzialeffekt basieren. Er wurde in den 1950er Jahren als eine Verbesserung des Spitzentransistors und den damaligen Legierungstransistoren entwickelt.

== Aufbau ==

Der Spacistor besteht aus einem pn-Übergang mit einer breiten Verarmungszone. Das p-Gebiet des pn-Übergangs wird als Basis und das n-Gebiet als Kollektor bezeichnet. In der Verarmungszone sind zwei zusätzliche Kontakte vorhanden: der Injektor (injector) und der Modulator (modulator).

Vergleicht man die Funktion der Anschlüsse mit denen eines Bipolartransistors (BJT), ergeben sich folgende Analogien:

Der Injektor verhält sich ähnlich wie der BJT-Emitter
Der Modulator verhält sich ähnlich wie die BJT-Basis
Der Kollektor wie sein Namensvetter beim BJT

== Eigenschaften und Anwendung ==

Im Vergleich zu anderen Transistoren zur dieser Zeit bot er deutlich höhere Schaltgeschwindigkeit. Die hohe Schaltgeschwindigkeit des Spacitors ergibt sich aus der Minderung der Ladungsträgerdurchlaufzeit Mit der Erfindung und Verbesserung der Diffusionstransistoren Ende der 1950er Jahre wurde dieser Vorteil bedeutungslos.

== Literatur ==

H. Statz, R.A. Pucel: The Spacistor, A New Class of High-Frequency Semiconductor Devices. In: Proceedings of the IRE. Band 45, Nr. 3, 1957, S. 317–324, doi:10.1109/JRPROC.1957.278367.
J.M. Lavine, W. Rindner, B. Nost, R.F. Nelson: The Spacistor. In: Electron Devices, IRE Transactions on. Band 8, Nr. 4, 1961, S. 252–264, doi:10.1109/T-ED.1961.14798.

== Einzelnachweise ==

↑ Oswald Wolf, R. T. Kramer, J. Spiech, H. Shleuder: Special Purpose Transistors: A Self-Instructional Programmed Manual. Prentice Hall, 1966, S. 103–117.

Kategorie:Transistor en:Spacistor

Gridistor

Der Gridistor ist ein spezieller Feldeffekttransistor, der das Prinzip der „centripetal striction“ (?) verwendet. Er wurde erstmals 1964 von S. Teszner beschrieben.^[1]. Später wurden von anderen Forschern ähnliche Bauelemente unter den Bezeichnungen feldgesteuerter Thyristor (engl. field-controlled thyristor, FCTh), field-terminated diode (FTD) oder static-induction Thyristor (SITh) beschrieben.^[2]

Die Gridistor ist ein Mehrkanal-Feldeffekttransitor kombiniert die Vorteile von Feldeffekttransistoren und bipolaren Transistoren, die auf der Injektion von Minoritätsladungsträgern (wie der Bipolartransistor) basieren.

== Literatur ==

Rudolf F. Graf: Gridistor. In: Modern dictionary of electronics. Newnes, 1999, ISBN 978-0-7506-9866-5, S. 327 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

== Einzelnachweise ==

↑ S. Teszner, R. Gicquel: Gridistor—A new field-effect device. In: Proceedings of the IEEE. Band 52, Nr. 12, 1964, S. 1502–1513, doi:10.1109/PROC.1964.3439.
↑ E. Falck, W. Gerlach, M. Paissios: Das Blockierverhalten von feldgesteuerten Thyristoren (FCThs). In: Archiv für Elektrotechnik. Band 73, Nr. 5, S. 343–352, doi:10.1007/BF01574270.

Kategorie:Transistor

Technologieknoten

Der Begriff Technologieknoten (englisch technology node) bezeichnet in der Halbleitertechnik einen definierten Meilenstein für die Definition einer Herstellungsprozessgeneration. Seit ???? wird er durch die ITRS definiert.

== Beschreibung ==

Die einzelne Generation wird in Form eines Zahlwertes beschrieben, dem sogenannten „Half Pitch“ (dt. halbe Teilung). Der Wert kennzeichnet die kleinste mit der Fotolithografie herstellbare Struktur. Die minimale Gatelänge eines Feldeffektransistors ist jedoch noch kleiner. Typische Angaben sind 65-nm-Technologieknoten oder kurz 65-nm-Technologie. Vor 1999 wurde statt der heute üblichen Angabe in Nanometern eine Angabe in Mikrometern genutzt, beispielsweise 0,25-µm-Technologie oder 0,8-µm-Technologie.

Scaling-Faktor $s$ zwischen den Knoten betragt meist 1/√2.

== Geschichte ==

In der Anfangsphase der Mikroelektronik bis in die 1980er Jahren hinein wurden neue Technologieknoten ohne Berücksichtigung definierter Skalierungsverhältnisse festgelegt. Mit kleiner werdenden Strukturen wurde es notwendig, bessere Definitionen der Technologieknoten mit eine bestimmten Zielgröße für den Skalierungsfaktor. Dabei wurde zwischen aufeinander folgenden Knoten ein Faktor 0,7 festgelegt, also eine 70%ige Verkleinerung der Seitenmaße.

== Literatur ==

Paolo Gureini: The 2002 International Technology Roadmap Semiconductors (ITRS). In: Howard R. Huff, László Fábry, S. Kishino (Hrsg.): Semiconductor silicon 2002: proceedings of the Ninth International Symposium on Silicon Materials Science and Technology. The Electrochemical Society, 2002, ISBN 978-1-56677-374-4, S. 9 ff. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

== Weblinks ==

Philipp Laube: Technologieknoten von 10 µm bis 11 nm. halbleiter.org, 8. Oktober 2010 (Kurzbeschreibungen zu den Besonderheiten jedes Technologieknoten).

[[Kategorie:Mikroelektronik]]

Dielektrisches Filter

Ein dielektrisches Filter bezeichnet sowohl ein spezielles elektrisches Filter als auch ein optisches Filter. In beiden Fällen werden dabei die Eigenschaften von dünnen Schichten aus dielektrischen Materialien genutzt.

== Elektrotechnik ==

In der Elektrotechnik bezeichnet man einen gekoppelten Resonator mit

Frequenzbereich von 800 MHz bis 5 GHz
gekoppelter Resonator der Länge λ/4 --> ein Ende des Resonators offen, das andere kurzgeschlossen
Abmessungen des Bauteil wird begrenzt durch den Einsatz von Dielektrika mit möglichst geringen elektrischen Verlusten (Leckströme) und möglichst hoher relativer Dielektrizitätszahl.
- bis 1 GHz: Bariumtitanat-Verbindungen --> Länge eines Resonators etwa 8 mm
- ab 1 GHz: Dielektrika mit geringerer relativer Dielektrizitätszahl

== Optik ==

Optische dielktrische Filter gehören zur Gruppe der Interferenzfilter. Es besteht in der Regel aus einem Stapel von dünnen dielektrischen Schichten. Die Schichten werden so gewählt, dass sich ein Folge aus einem höherem und niedrigerem Brechungsindex ergibt. Der spektrale Transmissionsgrad einer einzelnen dielektrischen Schicht zeigt aufgrund von Interferenzen innerhalb der Schicht das Transmissionsverhalten eines Fabry-Pérot-Resonators. Durch die Stapelung bzw. Kombination verschiedener Schichten lassen sich spezielle Transmissionseigenschaften realisieren. Hierbei werden zwei Typen dielektrischen Filtern unterschieden:

das dichroitische Filter und
das optische Bandpaßfilter.

== Literatur ==

Ulrich Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer, 2002, ISBN 3-540-42849-6, S. 1338–1340.

[[Kategorie:Optisches Filter]]

[1] X. D. Zhu, Hajo Suhr, Y. R. Shen: Surface vibrational spectroscopy by infrared-visible sum frequency generation. In: Physical Review B. Band 35, Nr. 6, 1987, S. 3047–3050, doi:10.1103/PhysRevB.35.3047.

[2] J. H. Hunt, P. Guyot-Sionnest, Y. R. Shen: Observation of C-H stretch vibrations of monolayers of molecules optical sum-frequency generation. In: Chemical Physics Letters. Band 133, 1987, S. 189–192, doi:10.1016/0009-2614(87)87049-5.

[3] Wilhelm Brüggenthies, Wolfgang R. Dick: Biographischer Index der Astronomie. Harri Deutsch Verlag, 2005, ISBN 978-3-8171-1769-7, S. 197 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[4] Mitteilungen der Astronomischen Gesellschaft. 1957 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[5] Klaus Hentschel: An unwelcome discovery: The pole effect in the electric arc, a threat to early 20th century precision spectrometry. In: Archive for History of Exact Sciences. Band 51, Nr. 3, 1997, S. 199–271, doi:10.1007/BF00384117.

[6] Oswald Wolf, R. T. Kramer, J. Spiech, H. Shleuder: Special Purpose Transistors: A Self-Instructional Programmed Manual. Prentice Hall, 1966, S. 103–117.

[7] S. Teszner, R. Gicquel: Gridistor—A new field-effect device. In: Proceedings of the IEEE. Band 52, Nr. 12, 1964, S. 1502–1513, doi:10.1109/PROC.1964.3439.

[8] E. Falck, W. Gerlach, M. Paissios: Das Blockierverhalten von feldgesteuerten Thyristoren (FCThs). In: Archiv für Elektrotechnik. Band 73, Nr. 5, S. 343–352, doi:10.1007/BF01574270.

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