Diamant in der Mikrosystemtechnik: Schwerpunkt: Mikroreaktorsystem für biomedizinische Anwendungen
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 DIAMANT 4
2.1 UEBERSICHT 4
2.2 EIGENSCHAFTEN UND ANWENDUNGEN 5
2.3 KRISTALLSTRUKTUR 6
2.4 DIAMANTHERSTELLUNG 8
2.5 CVD- DIAMANTABSCHEIDUNG 9
2.6 BEKEIMUNG 12
2.6.1 MECHANISCHES POLIEREN DER OBERFLAECHE 13
2.6.2 BEKEIMUNG MIT HILFE EINER ELEKTRISCHEN SPANNUNG 14
2.7 DOTIERUNG UND ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 15
2.7.1 BOR
15
2.7.2 STICKSTOFF 15
2.7.3 WASSERSTOFF , 20
2.8 DIAMANT-MWPACVD 22
3 DIAMANTMIKROREAKTORSYSTEM 24
3.1 UEBERBLICK CHEMISCHER MIKROSYSTEME 24
3.2 PRINZIP DES MIKROREAKTORSYSTEMS 25
3.3 AUFBAU UND TECHNOLOGIE 28
3.3.1 MIKROREAKTORCHIP 28
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2 MECHANISCHER TRAEGER 37
3.4 UEBERHITZUNG VON FLUESSIGKEITEN 3G
3.5 EXPERIMENTELLE CHARAKTERISIERUNG 42
3.5.1 ELEKTRISCHE CHARAKTERISIERUNG 42
3.5.2 FLUIDDYNAMISCHE CHARAKTERISIERUNG ' 46
3.5.3 THERMISCHE SIMULATIONEN 54
3.6 SYNTHESE VON OLIGONUKLEOTIDEN 5G
3.6.1 THEORIE DES SYNTHESEVORGANGS 60
3.6.2 MISCHUNGSVERHALTEN AUF DEM REAKTIONSSUBSTRAT 62
3.6.3 SYNTHESEVORGANG 67
3.7 ZUSAMMENFASSUNG 68
4 DIAMANTMIKRORELAIS/-SCHALTER 70
4.1 INTEGRATION EINER ANSTEUERELEKTRONIK 70
4.2 MIKRORELAIS/MIKROSCHALTER UEBERSICHT 71
4.3 AUFBAU UND FUNKTION 72
4.4 THEORIE 74
4.4.1 KONTAKTMODELLE 74
4.4.2 KONTAKTABSTAND UND DURCHSCHLAGSPANNUNG 75
4.4.3 SCHWELLSPANNUNGSBERECHNUNG 75
4.5 HERSTELLUNG GG
4.5.1 TECHNOLOGIESCHRITTE ZUR HERSTELLUNG DER MIKROSCHALTER 80
4.5.2 TECHNOLOGIESCHRITTE ZUR HERSTELLUNG DER MIKRORELAIS 84
4.5.3 ABBILDUNGEN VERSCHIEDENER RELAIS BZW. SCHALTER 85
4.6 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN GG
4.6.1 MESSUNG DER MINIMAL NOTWENDIGEN KONTAKTKRAFT 88
4.6.2 MESSUNG DER SCHWELLSPANNUNGEN , 90
4.6.3 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER SCHWELLSPANNUNG 92
4.6.4 SCHICHTWIDERSTAENDE UND KONTAKTWIDERSTAENDE 93
4.6.5 WIDERSTAND IM DURCHGESCHALTETEN ZUSTAND 94
4.6.6 WIDERSTAND IM OFFENEN ZUSTAND (LECKSTROEME UND ISOLATIONSVERHALTEN)
96
4.6.7 DYNAMISCHES VERHALTEN 98
4.6.8 UEBERLASTVERSUCH 101
4.7 KONZEPT ZUR INTEGRATION DER RELAIS IN DAS MIKROREAKTORSYSTEM 102
4.8 ZUSAMMENFASSUNG 104
VI
INHALTSVERZEICHNIS
5 DIAMANT-PH-SENSOR
5.1 SAEURE-BASE-DEFINITION NACH BROENSTED 107
5.2 EIGENDISSOZIATION VON WASSER, PH-WERT 109
5.3
REDOXPOTENTIAL
UQ
5.4 EIGENSCHAFTEN DER DIAMANTOBERFLAECHE 112
5.4.1 WASSERSTOFFGESAETTIGTE DIAMANTOBERFLAECHE 112
5.5 DIAMANT-OGFET - HERSTELLUNG 115
5.6 DIAMANT-OGFET - CHARAKTERISIER
UNG HG
5.6.1 SCHICHTWIDERSTAENDE DES DOTIERTEN KANALGEBIETES 118
5.6.2 KANALCHARAKTERISIERUNG UND STEUERBARKEIT DER REFERENZ-FETS 118
5.6.3 PH-MESSUNGEN 120
5.6.4 STABILITAET DER SENSOREN 223
5.7 KONZEPT ZUR INTEGRATION DES PH-SENSORS IN DAS MIKROREAKTORSYSTEM 125
5.8 ZUSAMMENFASSUNG 12G
6 ZUSAMMENFASSUNG 228
7 ANHANG
132
7.1 DIE ELEMENTARE THEORIE DER BALKENBIEGUNG 132
7.1.1 ALLGEMEINES 132
7.1.2 VORAUSSETZUNGEN UND IHRE FOLGERUNGEN 134
7.1.3 DIFFERENTIALGLEICHUNG DER ELASTISCHEN LINIE 134
7.2 MATLABPROGRAMM ZUR BERECHNUNG DER BALKENAUSLENKUNG 140
7.3 ANSYS-PROGRAMM ZUR THERMISCHEN SIMULATION DER HEIZELEMENTE 142
7.4 ANSYS-PROGRAMM ZUR FLUIDISCHEN SIMULATION 149
7.5 MATERIALDATEN FUER DIE THERMISCHEN ANSYS-SIMULATIONEN 152
7.6 TECHNOLOGIEPARAMETER 153
7.7 MASKENLAYOUTS 157
7.7.1 MIKROREAKTORSYSTEM 257
7.7.2 PH-SENSOREN 258
7.7.3 MIKROSCHALTER 259
7.7.4 MIKRORELAIS 260
VII
INHALTSVERZEICHNIS
8 LITERATUR
9 LISTE DER VEROEFFENTLICHUNGEN
10 DANKSAGUNGEN |
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