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Formation of metal nano-size clusters with a DC magnetron-based gas aggregation source

  • Nano-size silver and copper clusters were produced with a DC magnetron-based gas aggregation source. The typical mass of the studied clusters was in the range of 10000 atoms for copper clusters, and in the range of 1000 atoms for silver clusters. The processes of cluster formation, cluster charging and cluster flow were investigated. Technique for measurement of cluster ion velocity distribution functions was developed and applied. Influence of the magnetron target erosion on the mass spectra was systematically investigated and quantitatively characterized. Results of the present work include an experimental and theoretical investigation of the effects, which are of great importance for the production of cluster beams with the desired properties.
  • Nanometer-große Silber und Kupfer-Cluster wurden mit einer auf dem DC-Magnetron-Prinzip-basierenden Gasaggregationsquelle erzeugt. Die typische Masse der untersuchten Cluster liegt im Bereich von 10000 Atomen für Kupfercluster und im Bereich von 1000 Atomen für Silbercluster. Die Prozesse der Cluster-Bildung und Cluster-Aufladung und das Ausströmen des Cluster wurden untersucht. Die Technik für die Messung der Clustergeschwindigkeit-Verteilungsfunktion wurde entwickelt und angewandt. Der Einfluss der Magnetron-Targeterosion auf die Massenspektren wurde systematisch untersucht und quantitativ charakterisiert. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit beinhalten die experimentelle und theoretische Untersuchung der Auswirkungen, die für die Herstellung von Cluster-Strahlen mit den gewünschten Eigenschaften von großer Bedeutung sind.

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Metadaten
Author: Marina Ganeva
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001542-6
Title Additional (German):Erzeugung von Nanometer-großen Metallcluster mit einer auf dem DC-Magnetron-Prinzip-basierenden Gasaggregationsquelle
Advisor:Prof. Dr. Rainer Hippler
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2013/06/28
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2013/06/21
Release Date:2013/06/28
Tag:Cluster charge, Cluster flow, Cluster formation, Magnetron sputtering, Velocity distribution
GND Keyword:Cluster beam, Magnetron, Metallcluster, Nanocluster, Sputterdeposition
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
PACS-Classification:00.00.00 GENERAL / 06.00.00 Metrology, measurements, and laboratory procedures (for laser applications in metrology, see 42.62.Eh) / 06.30.-k Measurements common to several branches of physics and astronomy / 06.30.Gv Velocity, acceleration, and rotation
30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 36.00.00 Exotic atoms and molecules; macromolecules; clusters / 36.40.-c Atomic and molecular clusters (see also 61.46.-w Nanoscale materials in condensed matter)
30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 36.00.00 Exotic atoms and molecules; macromolecules; clusters / 36.40.-c Atomic and molecular clusters (see also 61.46.-w Nanoscale materials in condensed matter) / 36.40.Wa Charged clusters
70.00.00 CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL, MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES / 79.00.00 Electron and ion emission by liquids and solids; impact phenomena / 79.20.-m Impact phenomena (including electron spectra and sputtering) / 79.20.Rf Atomic, molecular, and ion beam impact and interactions with surfaces; Channeling, blocking, energy loss of particles, see 61.85.+p
80.00.00 INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY / 81.00.00 Materials science / 81.15.-z Methods of deposition of films and coatings; film growth and epitaxy (for structure of thin films, see 68.55.-a; see also 85.40.Sz Deposition technology in microelectronics) / 81.15.Cd Deposition by sputtering