This diploma thesis is focused on the applications and fabrication of graphene membrane from graphene prepared by the chemical vapor deposition. Theoretical part deals with transport properties of the graphene and multiple scattering processes limiting the charge carrier mobility in this material. Included is short review of graphene membrane applications. Experimental part provides fabrication process for achieving suspended graphene device by utilizing electron beam lithography, focused ion beam, chemical etching and patterning of graphene. Graphene membrane is characterized by transport properties measurement and compared to non-suspended graphene.

The thesis deals with mechanical properties of thin hard wear-resistant coatings. The work presents a method of dynamic testing of thin hard coatings on a newly constructed prototype of impact wear tester. It provides a comparison with standard methods of layer testing and presents new experimental results of dynamic impact wear test of the coatings. Finally, the thesis covers preparation techniques of thin film systems deposited on various substrates and their characterization using optical and electron microscopy.

Systematische Untersuchungen zur Abscheidung von Siliciumcarbid und Siliciumcarbid mit coabgeschiedenem Silicium auf Kohlenstoffsubstraten werden in dieser Arbeit vorgestellt. Die Abscheidung erfolgte mittels thermischer CVD in einer CH3SiCl3-H2-Ar-Atmosphaere. Dabei koennen neue Zusammenhaenge zwischen den Schichteigenschaften, wie chemische Zusammensetzung und Struktur, und den Beschichtungsparametern gewonnen werden. In einem zweiten Schritt kann das coabgeschiedene Silicium durch eine thermische Nitridierung in Siliciumnitrid umgewandelt werden. Bei dieser Reaktion reagiert auch die Siliciumcarbidschicht zu Siliciumnitrid. Ueber den Umweg des Titanium-Einbaus in das SiC + Si-Schichtsystem - dabei bilden sich bei der Beschichtungstemperatur Titaniumsilicide - konnte eine Mischschicht angeboten werden, die das coabgeschiedene Silicium selektiv in Siliciumnitrid umwandelt.

Das Afterglow tritt am Übergang vom Plasma zur Gasphase auf. Die dominierende aktive Spezies im Afterglow sind metastabil angeregte Neutralteilchen. Der Abbau der Metastabilen erfolgt in drei verschiedenen Prozessen: dem radiativen Zerfall, den Quenching-Stößen sowie der Relaxation in Stößen mit Oberflächen. Potentielle Anwendungsmöglichkeiten des Afterglows für Schichtabscheidung und Oberflächenmodifizierung werden diskutiert. Zur theoretischen Beschreibung des strömenden Afterglows wurde ein Collisional Radiative Modell entwickelt, welches die Reflexion angeregter Spezies an Oberflächen berücksichtigt. Als Diagnostikmethoden wurden die optische Emissionsspektroskopie (OES), die Chemolumineszenz sowie die Langmuir-Sondenmessungen eingesetzt, um die Konzentration metastabil angeregter Spezies zu bestimmen. Es wurde der Einfluß von konstruktiven und äußeren Paramentern auf die Konzentration metastabil angeregter Spezies im Afterglow untersucht. Es zeigt sich, daß unter den gegebenen Bedingungen die Quenching-Stöße der dominierende Verlustprozeß im Afterglow sind. Die Parameter Druck, Strömungsgeschwindigkeit und Länge des Afterglows können zu einem Skalierungsparameter zusammengefaßt werden, der zur online-Prozeßregulierung verwendet werden kann. Es werden

Silver(I) complexes of type LnAgX (X = organic ligand, such as carboxylates, dicarboxylates, Schiff-base; L = Lewis-bases, e. g. PnBu3, P(OMe)3, P(OEt)3; n = 1, 2, 3) have been synthesized and characterized with respect to their suitability for the Chemical Vapour Deposition (CVD) of silver thin films. For some of these compounds single crystal could be obtained. Their solid-state structure was determined by single crystal X-ray diffraction. The volatility, thermal stability, and gas phase decomposition mechanism of selected compounds were studied using temperature-programmed and in-situ mass spectrometry. CVD experiments were performed according to the results of the gas phase analysis. Silver films could be grown by using a cold-wall CVD reactor. The morphology of the latter films was determined. / Silber(I) Komplexe LnAgX (X = organische Ligand, Z. B. Carboxylate, Dicarboxylate, Schiff Base; L = Lewis-Base, Z. B. PnBu3, P(OMe)3, P(OEt)3; n = 1, 2, 3) wurden Bezug auf ihre Eignung für die chemische Gasphasenabscheidung von Silberfilmen synthetisiert und charakterisiert. Von einigen dieser Verbindung konnten Einkristalle erhalten werden. Der Bau dieser Verbindungen wurde mittels Röntgeneinkristallographie ermittelt. Ausgewählten Verbindungen wurden mit Temperatur-programmierter und in-situ Massenspektrometrie analysiert. Gasphasenabscheidungs- mechanismen für einige Prekursoren sind vorgestellt. CVD-Abscheidungsexperimente wurden entsprechend den Ergebnissen der Gasphaseanalyse durchgeführt. Silber Schichten konnten mit einen Kaltwand CVD-Reaktor erzeugt werden, deren Oberflächenmorphologie wurde untersucht.

Systematische Untersuchungen zur Abscheidung von Zirconiumdioxid auf keramischen Fasermaterialien und einer Platin-Iridium-Legierung (PtIr20) sowie eine umfassende und vergleichende Charakterisierung der entstandenen Oxidfilme waren Gegenstand dieser Arbeit. Als Precursoren wurden Zirconium(IV)-tetra-tert.-butoxid (ZTB), Zirconium(IV)-chlorid und Sauerstoff verwendet. Für die kontinuierliche Beschichtung der oxidischen Fasern (NEXTEL-720-Multifilamentrovings) wurde ein thermisch induzierter Heißwand-CVD-Prozess (ZrCl4 + O2) entwickelt, die Abscheidung von ZrO2 auf unmodifiziertem bzw. oberflächlich oxidierten PtIr20 fand in einem statisch geführten Kaltwand-CVD-Verfahren unter Verwendung von ZTB statt. Die Charakterisierung der Zirconiumdioxidfilme erfolgte in Abhängigkeit von den Prozessparametern (z.B. Substratart, Beschichtungstemperatur, Zuggeschwindigkeit) mit Methoden wie: Infrarot- und Ramanspektroskopie (Detektion von Verunreinigungen und Phasenzusammensetzung), Röntgendiffraktometrie (Phasenanalyse, Ermittlung von Vorzugsorientierungen), Elektronenstrahlmikroanalyse (Stöchiometrie des ZrO2 und Kohlenstoffgehalt der Schichten), Rasterelektronenmikroskopie (Topologie der Filme) und Bündelzugversuch (Einfluss des ZrO2 auf die 50-%-Zugfestigkeit der Filamente).

A series of ruthenium complexes of the general type Ru(CO)2(P(n-Bu)3)2(O2CR)2 (4a, R = Me; 4b, R = Et; 4c, R = i-Pr; 4d, R = t-Bu; 4e, R = CH2OCH3; 4f, R = CF3; 4g, R = CF2CF3) was synthesized by a single-step reaction of Ru3(CO)12 with P(n-Bu)3 and the respective carboxylic acid. The molecular structures of 4b, 4c and 4e–g in the solid state are discussed. All ruthenium complexes are stable against air and moisture and possess low melting points. The physical properties including the vapor pressure can be adjusted by modification of the carboxylate ligands. The chemical vapor deposition of ruthenium precursors 4a–f was carried out in a vertical cold-wall CVD reactor at substrate temperatures between 350 and 400 °C in a nitrogen atmosphere. These experiments show that all precursors are well suited for the deposition of phosphorus-doped ruthenium layers without addition of any reactive gas or an additional phosphorus source. In the films, phosphorus contents between 11 and 16 mol% were determined by XPS analysis. The obtained layers possess thicknesses between 25 and 65 nm and are highly conformal and dense as proven by SEM and AFM studies. / Dieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

In dieser Arbeit wird die Atomlagenabscheidung (ALD) zur Beschichtung von Kohlenstofffasern verwendet. Dabei werden zwei neuartige Titan-haltige Beschichtungen erzeugt und untersucht, sowie der Aluminiumoxid-ALD-Prozess auf Kohlenstofffasergewebe übertragen. Die erhaltenen Beschichtungen sollen in weiterführenden Arbeiten als mechanisch schwache Beschichtungen oder Oxidationsschutzschichten in faserverstärkten Keramiken eingesetzt werden. Im ersten Teil der Arbeit wird der TiO2-ALD-Prozess mit den Precursoren TiCl4 und H2O als Basis für die Herstellung von organisch-anorganischen Hybridmaterialsschichten verwendet. Dazu wird Furfurylalkohol in einer sequenziellen Pulsfolge entweder nur mit TiCl4 oder mit TiCl4 und H2O eingesetzt. Dabei entstehen dünne Schichten im Nanometerbereich deren Wachstum und chemische Zusammensetzung eingehend untersucht werden. Auf Grundlage der Ergebnisse wird ein möglicher Mechanismus für das Wachstum diskutiert. Die Beschichtungen werden weiterhin auf Polymerfolien aufgebracht und mechanischen Tests unterzogen. Diese zeigen, dass die Schichten leichter verformbar sind als reines Titanoxid. Des Weiteren wird ein neuartiger Prozess zur Herstellung von Titanphosphatbeschichtungen mittels der Atomlagenabscheidung vorgestellt. Dabei nimmt die Schichtdicke linear mit der Anzahl der Zyklen zu und die Reaktionen der Precursoren sind selbstlimitierend. Weiterhin wird die chemische Zusammensetzung der Beschichtung und deren Temperaturstabilität eingehend untersucht. Mittels thermogravimetrischer Analyse wird gezeigt, dass diese Schichten die Oxidationstemperatur von Kohlenstofffasern an Luft erhöhen. Im letzten Teil der Arbeit soll untersucht werden, ob der ALD-Prozess geeignet ist, geometrisch komplexe Kohlenstofffasergewebe gleichmäßig zu beschichten. Dazu wird Al2O3 auf Kohlenstofffasergeweben verschiedener Größen abgeschieden und die resultierende Schichtdicke an verschiedenen Stellen der Gewebe untersucht. Weiterhin wird mittels verschiedenen Mikroskopiemethoden überprüft, ob Defekte in der Beschichtung vorliegen.

Kohlenstoffnanoröhren besitzen eine Reihe von einzigartigen strukturellen, mechanischen und elektronischen Eigenschaften. Sie können in Abhängigkeit von der Chiralität metallisches oder halbleitendes Verhalten zeigen, hohe mechanische, thermische und chemische Stabilität aufweisen, können chemisch funktionalisiert werden und sind hervorragende Elektronenemitter. Vor dem Hintergrund dieser vielversprechenden Eigenschaften wurde schnell die Frage von möglichen technischen Anwendungen von Kohlenstoffnanoröhren gestellt. Vor einer umfassenden kommerziellen Umsetzung sind allerdings noch grundlegende Untersuchungen, sowohl zu den Eigenschaften als auch zu einer gezielten Herstellung und Manipulation, erforderlich. Der Mechanismus des gerichteten Wachstums der Kohlenstoffnanoröhren ist äußerst komplex, weshalb er bis heute nicht völlig aufgeklärt werden konnte. Der Grund liegt in der Vielfalt der möglichen Reaktionen zwischen den Molekülen in der Gasphase, der Wechselwirkung zwischen Gasphase und verwendeten Unterlagen und den Reaktionsmechanismen auf diesen Substratoberflächen. Bislang fehlt es an einem einheitlichen Verständnis des Entstehungsprozesses von Kohlenstoffnanoröhren bzw. –nanostrukturen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Abscheidung von Kohlenstoffnanostrukturen mittels plasmaaktivierter und hitzdrahtgestützter chemischen Gasphasenabscheidung -„Plasma enhanced hot filament chemical vapor deposition“ (PE-HF-CVD). Es sollen Abscheidungsbedingungen für die Synthese von unterschiedlichen Kohlenstoffnanostrukturen gefunden und optimiert werden. Die Darstellung und Charakterisierung von „phasenreinen“, mehrwandigen, tubularen Röhren auf unterschiedlichen metallbeschichteten Substraten steht im Vordergrund der Arbeit. Das Interesse besteht in einer Abscheidung bei niedrigen Substrattemperaturen, damit temperaturempfindliche Werkstoffe wie z.B. Glas, als Substratmaterialien eingesetzt werden können. Mittels der PE-HF-CVD Methode, die als vielversprechende Technologie zur Darstellung gerichteter Kohlenstoffnanoröhren gilt, sollen Erkenntnisse zum Einfluss einzelner Abscheidungsparameter auf den Wachstumsprozess von Nanoröhren gewonnen werden, wozu auch die plasmadiagnostische Langmuirsondentechnik und die optische Emissionsspektroskopie (OES) eingesetzt werden. Dadurch soll der Zusammenhang zwischen inneren Plasmaparametern und Wachstumsprozessen der Kohlenstoffnanoröhren oder –fasern definiert werden, um eine Prozesskontrolle während der Abscheidungsphase zu ermöglichen.

Magister Pharmaceuticae - MPharm / Cardiovascular diseases (CVDs) such as ischaemic heart diseases, heart failure and stroke remain a major cause of death globally. Various deep-rooted factors influence CVD development; these include but are not limited to elevated blood lipids, high blood pressure, obesity and diabetes. A considerable number of proteins are involved directly and indirectly in the transport, maintenance and elimination of plasma lipids, including high and low-density lipoprotein cholesterol (HDL-C and LDL-C). There are several mechanisms involved in the removal of LDL particles from systemic circulation. One such mechanism is associated with the gene that encodes proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9), which has become an exciting therapeutic target for the reduction of residual risk of CVDs. Currently, statins are the mainstay treatment to reduce LDL-C, and a need exists to further develop more effective LDL-C-lowering drugs that might supplement statins. This study was aimed at contributing to the generation of knowledge regarding the effect of niacin in reducing LDL levels through PCSK9 interaction. The aims/objectives of this study were achieved by utilizing two approaches, which included animal intervention with niacin followed by genetic screening of five prioritized genes involved in cholesterol synthesis and regulation. For animal intervention, 16 vervet monkeys were divided into two groups of eight animals consisting of a control and an experimental (niacin) group. The control group was given a normal standard diet of pre-cooked maize meal throughout the study, while the experimental group received the same diet supplemented with 100 mg/kg of niacin (SR) for 12 weeks. During the niacin intervention, blood was collected at baseline, every four weeks during the treatment period and the end of the washout period. The collected blood was used for biochemical analysis (total cholesterol, triglycerides, LDL-C, and HDL-C) and downstream genetic applications. The second phase included the screening of PCSK9, LDLR, SREBP-2, CETP and APOB-100 using genotyping and gene expression. Niacin administration produced statistically significant increases in plasma HDL-C at fourtime points (T1, T2, T3 and T4), which resulted in an overall increase in plasma HDL-C. Additionally, niacin administration resulted in a slight reduction in LDL-C and total cholesterol levels. Furthermore, the genotyping analysis revealed 13 sequence variants identified in PCSK9, LDLR, SREBP-2, CETP and APOB-100 genes. Five of these variants were predicted to be disease-causing and correlated with gene expression patterns. Three identified PCSK9 variants (H177N, R148S, G635G) were categorized as LOF mutations, and this was supported by a decline in gene expression in animals harbouring these variants. The LDLR also had LOF variants that were the reason for its decreased mRNA expression. Additionally, SREBP-2 proved to be a key mediator of cholesterol pathways. Therefore, the findings of the study conclusively suggest that niacin does increase HDL-C and decrease LDL-C and total cholesterol. Moreover, an interaction between niacin administration and PCSK9 was observed which resulted in decreased gene expression.