In dieser Arbeit wird die Beschichtung von Substraten mit Hilfe einer Ultraschallsprühanlage beschrieben. Es wurden Dispersionen aus Siliziumnanopartikeln und Organosiliziumpräkursoren genutzt, um Beschichtungen mit verschiedenen Dicken im Bereich von einigen hundert Nanometern bis zu mehreren Mikrometern auf verschiedenen metallischen Substraten zu erzeugen. Anschließend wurden diese der Blitzlampentemperung (FLA) unterzogen. Bei dünnen Beschichtungen mit Dicken von ca. 19 µm wurden nach der Blitzlampentemperung Filme auf dem Substrat erzeugt. Es wurden unterschiedliche Objektgrößen nach der Blitzlampentemperung in Abhängigkeit von dem Umgebungsdruck und der Pulslänge beobachtet. Bei dickeren Beschichtungen mit Dicken von ca. 38 µm bzw. 57 µm wurden selbstablösende Folien aus Silizium bei moderaten Pulsenergien von 4 J/cm² und durch das Anlegen von 5∙10-3 mbar Unterdruck während der Blitzlampentemperung hergestellt. Durch die Verwendung von Pulslängen mit 17,5 ms und Energien von bis zu 60 J/cm² wurden aus den ca. 38 µm dicken Beschichtungen nach der Blitzlampentemperung durch Übertragung auf ein Molybdänsubstrat ultradünne Siliziumschichten mit 280 nm Schichtdicke erzeugt. Mit Hilfe von Siliziumpresslingen wurde die maximale Eindringtiefe der Energie bei der Blitzlampentemperung ermittelt. Diese wurden bei verschiedenen Pulslängen und Energien mit der Blitzlampe getempert. Durch das Brechungsvermögen der Presslinge wurde an diesen sowohl die Oberfläche als auch durch Querschnittsaufnahmen die Sinterung bzw. das Schmelzen in der Tiefe nach der Blitzlampentemperung untersucht. Der Einfluss der Blitzlampentemperung auf die Polymorphie und die Kristallinität von Bis-mut(III)oxiden wurde untersucht. Die Charakterisierung der Siliziumfolien, Siliziumschichten und Siliziumpresslinge als auch der Bismut(III)oxide erfolgte unter anderem mittels Röntgenpulverdiffraktometrie, Rasterelektronenmikroskopie sowie Röntgenphotoelektronenspektroskopie.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis VII Tabellenverzeichnis XIV 1 Einleitung und Motivation 1 2 Grundlagen 3 2.1 Schichten und Filme aus Silizium 3 2.2 Bismut(III)-oxid 6 2.2.1 Polymorphismus des Bismut(III)-oxid 6 2.2.2 Anwendungen der Bismut(III)-oxide 7 2.3 Abscheidemethoden für dünne Schichten 9 2.3.1 Abscheidung von Schichten aus der Gasphase 9 2.3.1.1 Chemische Gasphasenabscheidung 9 2.3.1.2 Atomlagenabscheidung 10 2.3.1.3 Physikalische Gasphasenabscheidung 12 2.3.2 Abscheidung von Schichten aus Lösungen 12 2.3.2.1 Rotationsbeschichtung 13 2.3.2.2 Tauchbeschichtung 14 2.3.2.3 Ultraschallsprühbeschichtung 15 2.3.2.3.1 Geschichte der Ultraschallsprühbeschichtung 15 2.3.2.3.2 Mechanismus der Tropfenbildung 15 2.3.2.3.3 Anwendungen der Sprühbeschichtung 17 2.4 Vergleich von Kristallisationsmethoden 19 2.4.1 Konventionelle Kristallisation durch Aufheizen im Ofen 19 2.4.2 Blitzlampenschmelzen 20 2.4.2.1 Funktionsweise der Xenonblitzlampe 21 2.4.2.2 Lichtspektrum der Xenonlampen 21 2.4.3 Kristallisation durch Laser 22 2.5 Kombination von Sprühbeschichtung mit Blitzlampentemperung 23 3 Methoden zur Charakterisierung 24 3.1 NMR Spektroskopie 24 3.2 Röntgenpulverdiffraktometrie 24 3.3 Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersive Röntgenbeugung 24 3.4 Transmissionselektronenmikroskopie 25 3.5 Infrarotspektroskopie 25 3.6 Diffuse Reflektions-Infrarot-Fourier-Transformations Spektroskopie 25 3.7 Ellipsometrie 25 3.8 Röntgenphotoelektronenspektroskopie 26 3.9 Vier-Punkt Widerstandsmessungen 26 4 Experimenteller Teil 28 4.1 Synthese von Edukten 28 4.2 Ätzen von Siliziumnanopartikeln 29 4.2.1 Hinweis zum Umgang mit Flusssäure 29 4.2.2 Flusssäurebehandlung von Siliziumnanopartikeln 30 4.3 Abscheidungen durch Ultraschallsprühbeschichtung 30 4.3.1 Dispersionen mit Siliziumnanopartikeln für die Ultraschallsprühbeschichtung 32 4.4 Herstellung von Presslingen 33 4.5 Photothermische Behandlung der dünnen Schichten 34 5 Ergebnisse und Diskussion 36 5.1 Siliziumnanopartikel 36 5.2 Bestimmungen der Eindringtiefe der Blitzlampentechnik an Siliziumpresslingen 41 5.3 Siliziumdispersionen und Abscheidungen mit der Ultraschallsprühanlage 46 5.4 Sauerstoffempfindlichkeit der Beschichtungen während der Blitzlampentemperung 51 5.5 Blitzlampentemperung von Beschichtungen zu haftenden Filmen auf Substraten 54 5.6 Siliziumabscheidungen auf verschiedenen Substraten 59 5.7 Blitzlampentemperung von Siliziumbeschichtungen zu freistehenden Folien 64 5.8 Ultradünne Siliziumschichten auf Molybdän durch Blitzlampentemperung 77 5.9 Einfluss der Blitzlampentemperung auf Bismut(III)-oxid 83 5.9.1 Blitzlampentemperung von amorphem Bismutoxid 83 5.9.2 Blitzlampentemperung von α Bi2O3 92 5.9.3 Blitzlampentemperung von β Bi2O3 93 5.9.4 Schlussfolgerung für die Blitzlampentemperung von Bismut(III)-oxiden 94 6 Zusammenfassung 95 7 Literaturverzeichnis 99 8 Anhang 104 Selbstständigkeitserklärung 110 Curriculum Vitae 111 Publikationen und Tagungsbeiträge 112

Hospitals and healthcare facilities are very specific times of microenvironments, which requiring monitoring air quality. People who use healthcare facilities are due to a weakened immune system very sensitive to air quality. Acceptable indoor air quality in healthcare facilities may have adverse effects on job performance at the personnel and their errors may have very serious consequences. The aim of this paper is to evaluate the main components of the inner microclimate (temperature and relative air humidity) and concentrations of carbon dioxide in the environment of selected healthcare facilities in the Czech Republic and to compare the results with the related legislation. The measurements were carried out in two hospitals and nine private medical offices from December 2011 to March 2013. The results showed that the values of microclimate factors and the concentration of carbon dioxide in the environment of patient rooms were different in cold and warm part of the year. In the patient rooms the levels of relative humidity diverged from the legal requirements mostly in winter - while those of temperature in summer. The concentration of carbon dioxide was affected by the occupancy rate and the size of the rooms. Air quality in the operating theater was primarily characterized by very low relative...

Mgr. Martina Nádherná PhD. Thesis Applications of ionic liquids in electrolytes for amperometric gas sensors and Li-ion batteries SUMMARY The dissertation presents the results of preparation and characterisation of new aprotic electrolytes based on ionic liquids for the solid-state electrochemical gas sensors and for the electrochemical energy storage devices - secondary lithium-ion batteries. In the part dealing with the solid-state amperometric sensor for NO2 research was aimed at development of new solid electrolyte. This electrolyte is developed as a system of ionic liquid embedded in the structure of a polymer, when the ionic liquid joints the properties of a solvent and a dissolved salt. The electrolyte therefore does not contain any volatile component and is long-term chemically and electrochemically stable. Several series of electrolytes were prepared with different polymers or macromonomers and imidazolium-based ionic liquids. The composition, especially the polymer-IL ratio was optimized. The electrolytes were successfully tested in a solid-state NO2 sensor with a gold minigrid serving as the indicating electrode. The research included the determination of basic electrochemical parameters and study of the sensor behaviour under different conditions. The influence of atmosphere humidity,...

På Ovako i Hofors, framställs stål via götgjutning. Göten har ett kvadratiskt tvärsnitt som varierar mellan 300 och 700 mm. Dessa transporteras från stålverket, till valsverket för uppvärmning. Varpå de varmvalsas till färdiga ämnen. Under tiden i ugnen när göten värms upp, oxiderar järn och andra legeringar och bildar glödskal. Om glödskalet valsas in i ämnet ger det upphov till defekter, som föroreningar och sprickor, med kvalitetsproblem som följd. Därför var det en önskan från Ovako att ta fram en metod för att rensa glödskal på göt med varierande tvärsnitt.   Syftet med examensarbetet var att utreda möjligheterna att avlägsna glödskal från göt, med hjälp av vattentryck eller andra metoder.   Olika metoder har utvärderats utifrån tidigare forskning inom området, och utifrån olika värderingar, valdes högtrycksspolning med vatten som metod att gå vidare med. Under höga tryck och flöden sprutas vatten genom dysor, som bryter glödskalet och avlägsnar det från götet. Denna metod är den mest förekommande på de flesta valsverk. Problematiken hos Ovako är att deras göt har varierande tvärsnitt, och utrustningen måste anpassa sig efter dimensionerna.   Beräkningar gjordes med värden från befintliga valsverk, och med deras utrustning som klarar av att rensa glödskal på ett tillfredsställande sätt.   Ett systemtryck på 25 MPa, med ett totalflöde på nästan 130 l/s levereras genom 44 dysor fördelat på götets fyra sidor. Avståndet mellan dysor och göt är 150 mm, där dysornas stråle har en vinkel på 15 grader mot ytans normal. Detta system ger ett yttryck på 0,92 MPa. Varav yttrycket bör ligga mellan 0,5 och 1,0 MPa för att ge god rensning. Ackumulator bör användas, med en volym på ca 0,35 m3.   När götets tvärsnitt ändras vid rensningen, kommer dysramperna att justeras för att alltid ha samma avstånd från dysorna till götet. Slutsatsen av arbetet är att denna metod och utrustning kommer att rensa göt på ett tillfredsställande sätt. Däremot bör utrustningen optimeras, för att passa de olika typerna av stål som tillverkas på Ovako. / At Ovako in Hofors, steel is produced through ingot casting. These ingots have a square cross-section, which varies between 300 and 700 mm. These are transported from the steel plant, to a hot-rolling mill for reheating. Whereupon it then gets rolled into finished materials. During the time in the furnaces, when ingots are heated, iron and other alloys oxidize and form a scale. If this scale then is rolled into the material, defects, such as impurity and cracks are formed in the steel, with quality issues as a result. Therefore, it was a desire from Ovako to develop a method to clean the scale on ingots with varying cross-section.   The aim of this thesis was to investigate the possibility of removing scale from ingots using high-pressure water or other methods.   Various methods have been evaluated on the basis of previous research in the area, and based on different values, water was chosen as a method to proceed with. Under high pressure and flow, water is sprayed through nozzles, which breaks the scale and removes it from the ingot. This method is the most occurring in hot-rolling mills. The problem at Ovako is that their ingots have varying cross-section, and the equipment must adapt to the difference in the dimensions.   Calculations were made using values from existing rolling mills and with their equipment that is capable of descale in a satisfactory manner.   A system pressure of 25 MPa, with a total flow of almost 130 l/s are delivered through 44 nozzles distributed over the ingots four sides. The nozzle distance to the ingot is 150 mm, where the nozzles have a jet angle of 15 degrees to the surface normal. This system provides a surface pressure of 0,92 MPa. Which should be between 0,5 and 1,0 MPa to give a satisfactory result. Accumulator should be used, with a volume of 0,35 m3.   When the ingots cross-section changes during descaling, the spray headers will adapt to have the same distance between nozzles and the ingot. The conclusion of this work, is that this method and equipment will clean ingots in a satisfactory manner. However, the equipment should be optimized to suit the different types of steel, produced in Ovako.

In this thesis valence changes at interfaces and surfaces of 3d and 4f systems are investigated by X-ray spectroscopy, in particular X-ray photoemission (XPS), X-ray absorption (XAS) and resonant photoemission spectroscopy (ResPES). The first part addresses the electronic properties of the oxides LaAlO3, LaGaO3 and NdGaO3 grown by pulsed laser deposition on TiO2-terminated SrTiO3 single crystals along (001)-direction. These polar/non-polar oxide interfaces share an insulator to metal phase transition as a function of overlayer thickness including the formation of an interfacial two dimensional electron gas. The nature of the charge carriers, their concentration and spatial distribution, and the band alignment near the interface are studied in a comparative manner and evaluated quantitatively. Irrespective of the different overlayer lattice constants and bandgaps, all the heterostructures behave similarly. Rising Ti3+ concentration is monitored by Ti 2p XPS, Ti L-edge XAS and by resonantly enhanced Ti 3d excitations in the vicinity of EF (ResPES) when the layer number n increases. This indicates that the active material is in all cases a near interface SrTiO3 layer of 4nm thickness. Band bending in SrTiO3 occurs but no electric field is detected inside the polar overlayers. Essential aspects of the findings are captured by scenarios where the polar forces are alleviated by surface defect creation or the separation of photon generated electron-hole pairs in addition to the electronic reconstruction at n = 4 unit cells layer thickness. Furthermore, deviations from an abrupt interface are found by soft X-ray photoemission spectroscopy which may affect the interface properties. The surface sensitivity of the measurements has been tuned by varying photon energy and emission angle. In contrast to the core levels of the other elements, the Sr 3d line shows an unexpected splitting for higher surface sensitivity, signaling the presence of a second strontium component. From a quantitative analysis it is concluded that during the growth process a small amount of Sr atoms diffuse away from the substrate and segregate at the surface of the heterostructure, possibly forming strontium oxide. In the second part of this thesis the heavy fermion superconductors CeMIn5 (M = Co, Rh, Ir) are investigated by temperature- and angle-dependent XPS. In this material class the subtle interplay between localized Ce 4f and itinerant valence electrons dominate the electronic properties. The Ce 3d core level has a very similar shape for all three materials and is indicative of weak f-hybridization. The spectra are analyzed using a simplified version of the Anderson impurity model, which yields a Ce 4f occupancy that is larger than 0.9. The temperature dependence shows a continuous, irreversible and exclusive broadening of the Ce 3d peaks, due to oxidation of Ce at the surface. / In der vorliegenden Dissertation werden Valenzänderungen an Grenzflächen und Oberflächen mittels Verfahren der Röntgenspektroskopie untersucht, zu denen die Röntgenphotoelektronen- (XPS), die Röntgenabsorptions- (XAS) und die resonante Photoelektronenspektroskopie (ResPES) gehören. Kapitel 3 behandelt die elektronischen Eigenschaften der Oxide LaAlO3, LaGaO3 und NdGaO3, welche mittels Laserdeposition (PLD) auf TiO2-terminierte SrTiO3 Einkristalle entlang (001)-Richtung gewachsen wurden. Diese polaren/nicht-polaren Oxidgrenzflächen weisen einen Isolator-Metall Phasenübergang als Funktion der Schichtdicke auf, bei dem sich ein zwei dimensionales Elektronengas an der Grenzfläche bildet. Die Eigenschaften dieser Ladungsträger, deren Konzentration und räumliche Ausdehnung, sowie der Verlauf der Energiebänder an der Grenzfläche werden vergleichend untersucht und quantitativ bestimmt. Es wird gezeigt, dass sich die drei untersuchten Grenzflächen, trotz unterschiedlicher Gitterkonstanten und Energiebandlücken, ähnlich verhalten. Das mit der Schichtdicke ansteigende Ti3+ Signal wird im Ti 2p XPS, Ti L-Kante XAS und durch die resonant verstärkten Ti 3d Anregungen nahe EF (ResPES) nachgewiesen. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass in allen Fällen eine SrTiO3 Schicht mit einer Dicke von 4nm der eigentlich aktive Bereich ist. Im SrTiO3 tritt eine Bandverbiegung auf, ein elektrisches Feld in der polaren Deckschicht kann jedoch nicht nachgewiesen werden. Grundlegende Aspekte dieser Ergebnisse sind in einem Szenario vereinbar, bei dem die polaren Kräfte durch die Entstehung von Oberflächendefekten, durch die Trennung von photoneninduzierten Elektronen-Lochpaaren und durch eine elektronische Umordnung bei 4 uc Schichtdicke eliminiert werden. Des Weiteren werden Abweichungen von einer abrupten Grenzfläche mittels weich-Röntgenphotoelektronenspektroskopie festgestellt, die die Grenzflächeneigenschaften beeinflussen können. Für oberflächenempfindlichere Messbedingungen zeigt die Sr 3d Anregung, im Gegensatz zu Rumpfniveaus anderer Elemente, eine unerwartete Aufspaltung, was nur durch das Vorhandensein einer zweiten chemischen Strontiumkomponente zu erklären ist. Aus quantitativen Betrachtungen lässt sich schließen, dass einige Strontiumatome während des Wachstums an die Oberfläche diffundieren und möglicherweise Strontiumoxid gebildet wird. Der zweite Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung von Schwer-Fermionen Supraleitern CeMIn5 (M = Co, Rh, Ir) mittels temperatur- und winkelabhängiger XPS. Bei dieser Materialklasse dominiert das feine Zusammenspiel zwischen lokalisierten Ce 4f und frei beweglichen Leitungselektronen die elektronischen Eigenschaften. Das Ce 3d Rumpfniveauspektrum besitzt für die drei Materialien eine sehr ähnliche Form, die auf eine schwache f-Hybridisierung schließen lässt. Die Spektren werden mittels einer vereinfachten Version des Anderson-Impurity Modells analysiert, wobei sich eine Ce 4f Besetzung von mehr als 0,9 ergibt. Die Temperaturabhängigkeit zeigt eine kontinuierliche und irreversible Verbreiterung ausschließlich für die Ce 3d Anregung, dieser Umstand kann einer Oxidation der reaktiven Ceratome an der Oberfläche zugeordnet werden.

Title: Chemical reactivity of metal-supported ceria thin films: a density func- tional study Author: Lucie Szabová Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc., Department of Surface and Plasma Science, FMF, CU Abstract: The present work is a theoretical analysis based on numerical DFT+U simulations investigating the physical and chemical properties of ultrathin ceria films supported by Cu(111). Such materials exhibit high activity towards several important reactions in heterogeneous catalysis such as water-gas shift and CO oxidation, with important applications also for renewable energy technologies such as fuel cells. We provide evidence of the influence of film thickness on the electronic and structural properties as well as on the reactivity of ultrathin ceria films supported by copper. The calculations combined with scanning tunneling microscopy experiments show that one monolayer thin film of ceria on Cu(111) is charged, strained and contains oxygen vacancies due to the limited thickness of the film. The influence of the film thickness on the reactivity of thin ceria films was explored for the case of water adsorption and dissociation. Significant differences were shown for water adsorption and dissociation on one-monolayer ceria compared to thicker films,...

The impacts of fluorine doping of ceria are studied by means of surface science experimental methods. Fluorine-doped and fluorine-free ceria layers are epitaxially grown on rhodium single crystals and their properties are compared in regular and inverse catalyst configurations. A procedure for epitaxial growth of CeO2(110) and CeOxFy(110) layers on Rh(110) single crystal is developed and described in detail. Shape alterations of Ce 3d spectrum brought about by fluorine doping are explained and a suitable deconvolution method is proposed. Special attention is focused towards stability of fluorine in ceria. Presented data show that fluorine incorporation in ceria lattice causes stable reduction of ceria, which withstands up to 200řC in near-ambient pressure conditions. Morphological changes are observed due to elongation of surface lattice constant of reduced ceria. Oxygen storage capacities and hydrogen oxidation reaction rates of four different studied systems are compared and discussed. The twofold nature of oxygen exposure of fluorinated ceria is discovered and explained. Oxygen repels fluorine from the surface, while the remaining part of fluorine is expelled to adsorbate positions, where its electronic state is altered. Moreover, such fluorine is prone to interact with atomic hydrogen. This reaction is...

The aim of this study was to understand the link beween greenhouse gasses emissions (CH4 and N2O) microbial activity and nutrient content in soil from different types of soil in Svalbard. Warming can cause release of large amounts of carbon and nitrogen in form of greenhouse gasses from soil into the atmosphere. This might strengthen the greenhouse effect and thus global climate change. We measured release of greenhouse gases from soil. At the same time, soil sampling was conducted at five different localities in August in the years 2014 and 2015. Soils were found to have low nutrient content and unfavourable C/N ratio to support vegetation growth. Areas were not a significant source of emissions of greenhouse gasses from soil to the atmosphere.

This thesis is focused on assessing the impact of different type of closure for wine aging. Theoretical part describes and characterizes the most common types of closure which are currently used for bottling of wines intended for further aging in the bottle. Characterized kinds of closure are also commonly available on the market and useable in the winery practice. In term of their use, the paper describes their advantages and disadvantages. Within the literary section also provides a description of the factors influence and impact on the aging of wine. The practical part describes the methodology of the measurement method and analytical determination of the amount of free and total sulfur dioxide in wine. Wine samples are evaluated, which was closed a total of nine different type of closures and this closures are describe in the theoretical part. Then there is also the methodology used and the method of sensory evaluation of wines according OIV hundred-point scale and method of evaluation of the structure and substance of wine. The measured and the results are evaluated and selected the optimal type of closure suitable for further aging of the wine in the bottle.

The aim of this study was to characterize the replication of tick borne encephalitis virus in mouse macrophages and investigate the influence of tick saliva derived from Ixodes ricinus on the viral replication. Moreover, the effect of interferon (the member of type I interferons) and nitric oxide on virus replication was studied.