Pavla Šedinová: Minimal art and minimal music Abstract: This thesis focuses on the theoretical description of minimalism in the fine arts and music. It follows the progression of minimisation in art in the first half of the twentieth century, which culminates in minimal art and minimal music, and compares its principles with multiplication in the work of Andy Warhol and Velvet Underground. At the same time the paper discusses the difference between American minimalism and its European and Czech parallels. The aim of this thesis is describing main concepts of minimalism that could be relevant for teaching purposes. The pedagogical part of the thesis focuses on the manner in which the obtained information about the fine arts and music could be utilised in teaching, particularly in Elementary Art Schools. The practical part demonstrates my own approach to minimalist principles.

Die außerordentlichen Steigerungen der Funktionalität und Produktivität in der Halbleiterindustrie sind zum wesentlichen Teil auf eine Verkleinerung der Strukturdetails auf einer logarithmischen Skala über die letzten Jahrzehnte zurückzuführen. Sowohl zur Kontrolle des Fertigungsergebnisses als auch zur Klärung von Fehlerursachen ist die Nutzung transmissionselektronenmikroskopischer Methoden unabdingbar. Für die Zielpräparation von Halbleiterstrukturen sind Techniken unter Nutzung der Focused Ion Beam Geräte etabliert, die je nach der konkreten Aufgabenstellung variiert werden. Die Abbildung von Strukturdetails mit Abmessungen von wenigen Nanometern erfordert die Anwendung unterschiedlicher Kontrastmechanismen. Die Ergänzung der Abbildung durch die analytischen Techniken der energiedispersiven Röntgenmikroanalyse und der Elektronenenergieverlustanalyse ist ein wertvolles Werkzeug bei der Klärung von Fehlerursachen oder bei prozesstechnischen Fragestellungen. Die Nutzung der Rastertransmissionselektronenmikroskopie erlaubt die unmittelbare Kombination von Abbildung und Elementanalyse. Die lokale Verteilung von Dotierstoffen als wesentliche Grundlage für die Funktion von Bauelementen in der Halbleiterindustrie ist nur über ihre Auswirkung auf die Phase der transmittierten Elektronenwelle nachweisbar. Mittels Elektronenholographie kann dieser Einfluss gemessen werden und das Prozessergebnis von Implantationen dargestellt werden. Für die Charakterisierung von Details, die kleiner als die Probendicken sind, die im TEM genutzt werden, ist die Anwendung der Elektronentomographie ein geeignetes Werkzeug. Dazu sind spezielle Präparations- und Abbildungsstrategien erforderlich.:0. Gliederung Danksagung 3 Kurzfassung / Abstract 5 Abkürzungsverzeichnis 7 Verzeichnis der Symbole 9 0 Gliederung 13 1 Einleitung 15 1.1 Rahmenbedingungen der Halbleiterindustrie 15 1.2 Typische Strukturen und Fragestellungen in Halbleiterbauelementen 17 1.3 Analytische Untersuchungen an Halbleiterstrukturen 19 2 Einordnung der TEM in die Analytik von Halbleiterbauelementen 23 2.1 Einsatz struktur- und elementanalytischer Verfahren in der Halbleiterindustrie 23 2.2 Beitrag der Transmissionselektronenmikroskopie zu den Fragestellungen 25 2.3 Beispiele typischer Halbleiterstrukturen 27 2.4 Anforderungen an ein TEM für den Einsatz an einem Halbleiterproduktionsstandort 31 3 Präparation von Halbleiterstrukturen Untersuchung im TEM 35 3.1 Mechanische Vorbereitung 35 3.2 Endabdünnung größerer Bereiche 36 3.3 Zielpräparationen mittels Focused Ion Beam Technik 37 3.4 Lift-Out Techniken 40 4 Abbildende Untersuchungen und strukturanalytische Charakterisierung 45 4.1 Abbildungstechniken für mittlere Ortsauflösungen 46 4.2 Hochauflösende Abbildung kristalliner Bestandteile 56 4.3 Rastertransmissionselektronenmikroskopie 59 4.4 Elektronenbeugung 61 5 Elementanalytische Untersuchungen 65 5.1 Energiedispersive Röntgenanalyse im TEM 65 5.2 Nutzung von Energieverlusten der Elektronen zur Materialcharakterisierung 71 5.2.1 Ansatz und technische Lösungen 71 5.2.2 Elektronenenergiverlustspektroskopie 73 5.2.3 Energiegefilterte Abbildung 76 5.3 Spezielle Anwendungen von EELS und Energiefilterung 80 5.3.1 Energiegefilterte Abbildung unter Nutzung der Plasmonenmaxima 80 5.3.2 Nachweis der Bildung von Verbindungen 84 5.3.3 Abbildung mit reduziertem Energiefenster auf der elementspezifischen Kante 86 5.4 Energiegefilterte Abbildung im STEM-HAADF Modus 87 5.5 Kombination von Abbildung und Elementanalytik („Spectrum Imaging“) 93 14 6 Elektronenholographie 101 6.1 Prinzipielle Fragestellung 101 6.2 Physikalisches Prinzip der Elektronenholographie 109 6.3 Technische Umsetzung bei der Off-axis Holographie 112 6.4 Besonderheiten der Probenpräparation für elektronenholographische Untersuchungen 116 6.5 Hologrammaufnahme und numerische Auswertung 120 6.6 Anwendungen der Elektronenholographie an Halbleiterstrukturen 124 6.7 Elektronenholographische Untersuchungen ohne Einsatz einer Lorentzlinse 130 6.8 Möglichkeiten der Inline Holographie 134 7 Elektronentomographie 137 7.1 Prinzipielle Fragestellung 137 7.2 Theoretischer Ansatz zur Lösung 138 7.3 Praktische Umsetzung 143 7.4 Beispielhafte Ergebnisse 148 7.4.1 Charakterisierung von Diffusionsbarrieren 148 7.4.2 Geometrie des Substrates nach komplexer Prozessierung 150 7.4.3 Beschreibung und Messmöglichkeiten an 3-dimensional aufgebauten Transistoren 151 7.4.4 Fehleranalyse an Transistoren größerer Dimension 154 8 Zusammenfassung und Ausblick 157 8.1 Präparative Aspekte 157 8.2 Neue Herausforderungen an die Abbildungstechnik 158 8.3 Elementanalytische Arbeitstechniken 160 8.4 Elektronenholographie 161 8.5 Elektronentomographie 162 8.6 Weitere Fragestellungen 163 9 Literaturverzeichnis 165 / The strong improvements in functionality and productivity in the semiconductor industry are mostly a result of the decrease of structural details on a logarithmic scale during the last decades. The monitoring of the production process, as well as failure analyses, utilize methods of transmission electron microscopy. For targeted preparations of semiconductor structures, techniques based on focused ion beams are established, with adaptions to the current task. The imaging of structural details with dimensions of a few nanometers requires the application of different contrast techniques, depending on the detailed request. Different opportunities of elemental analysis, such as energy dispersive X-ray analysis or electron energy loss analysis, deliver additional information about the chemical composition and binding states on a nanoscale. The use of scanning transmission electron microscopy enables a direct combination of imaging and elemental analysis. The local distribution of dopants, as one of the major basics for the function of semiconductor devices, can be observed via the phase shift of the transmitted electron wave only. This influence requires the application of electron holography, a technique which enables the visualization of the process result of implantations or diffusion processes. The characterization of details which are smaller than the thickness of a TEM-sample is enabled through the use of electron tomography. This technique requires special strategies for preparation and imaging and delivers a 3D-dataset, describing the structure.:0. Gliederung Danksagung 3 Kurzfassung / Abstract 5 Abkürzungsverzeichnis 7 Verzeichnis der Symbole 9 0 Gliederung 13 1 Einleitung 15 1.1 Rahmenbedingungen der Halbleiterindustrie 15 1.2 Typische Strukturen und Fragestellungen in Halbleiterbauelementen 17 1.3 Analytische Untersuchungen an Halbleiterstrukturen 19 2 Einordnung der TEM in die Analytik von Halbleiterbauelementen 23 2.1 Einsatz struktur- und elementanalytischer Verfahren in der Halbleiterindustrie 23 2.2 Beitrag der Transmissionselektronenmikroskopie zu den Fragestellungen 25 2.3 Beispiele typischer Halbleiterstrukturen 27 2.4 Anforderungen an ein TEM für den Einsatz an einem Halbleiterproduktionsstandort 31 3 Präparation von Halbleiterstrukturen Untersuchung im TEM 35 3.1 Mechanische Vorbereitung 35 3.2 Endabdünnung größerer Bereiche 36 3.3 Zielpräparationen mittels Focused Ion Beam Technik 37 3.4 Lift-Out Techniken 40 4 Abbildende Untersuchungen und strukturanalytische Charakterisierung 45 4.1 Abbildungstechniken für mittlere Ortsauflösungen 46 4.2 Hochauflösende Abbildung kristalliner Bestandteile 56 4.3 Rastertransmissionselektronenmikroskopie 59 4.4 Elektronenbeugung 61 5 Elementanalytische Untersuchungen 65 5.1 Energiedispersive Röntgenanalyse im TEM 65 5.2 Nutzung von Energieverlusten der Elektronen zur Materialcharakterisierung 71 5.2.1 Ansatz und technische Lösungen 71 5.2.2 Elektronenenergiverlustspektroskopie 73 5.2.3 Energiegefilterte Abbildung 76 5.3 Spezielle Anwendungen von EELS und Energiefilterung 80 5.3.1 Energiegefilterte Abbildung unter Nutzung der Plasmonenmaxima 80 5.3.2 Nachweis der Bildung von Verbindungen 84 5.3.3 Abbildung mit reduziertem Energiefenster auf der elementspezifischen Kante 86 5.4 Energiegefilterte Abbildung im STEM-HAADF Modus 87 5.5 Kombination von Abbildung und Elementanalytik („Spectrum Imaging“) 93 14 6 Elektronenholographie 101 6.1 Prinzipielle Fragestellung 101 6.2 Physikalisches Prinzip der Elektronenholographie 109 6.3 Technische Umsetzung bei der Off-axis Holographie 112 6.4 Besonderheiten der Probenpräparation für elektronenholographische Untersuchungen 116 6.5 Hologrammaufnahme und numerische Auswertung 120 6.6 Anwendungen der Elektronenholographie an Halbleiterstrukturen 124 6.7 Elektronenholographische Untersuchungen ohne Einsatz einer Lorentzlinse 130 6.8 Möglichkeiten der Inline Holographie 134 7 Elektronentomographie 137 7.1 Prinzipielle Fragestellung 137 7.2 Theoretischer Ansatz zur Lösung 138 7.3 Praktische Umsetzung 143 7.4 Beispielhafte Ergebnisse 148 7.4.1 Charakterisierung von Diffusionsbarrieren 148 7.4.2 Geometrie des Substrates nach komplexer Prozessierung 150 7.4.3 Beschreibung und Messmöglichkeiten an 3-dimensional aufgebauten Transistoren 151 7.4.4 Fehleranalyse an Transistoren größerer Dimension 154 8 Zusammenfassung und Ausblick 157 8.1 Präparative Aspekte 157 8.2 Neue Herausforderungen an die Abbildungstechnik 158 8.3 Elementanalytische Arbeitstechniken 160 8.4 Elektronenholographie 161 8.5 Elektronentomographie 162 8.6 Weitere Fragestellungen 163 9 Literaturverzeichnis 165

The global energy demand supplies mainly from fossil fuels, which is neither sustainable nor environmentally friendly and aims to global warming. Therefore, both more investments in renewable energy sources such as bioenergy are required, as well as new technologies such as carbon capture and storage (CCS) to handle the emissions from existing combined heat and power (CHP) plants. In this degree project, the focus is to determine the moisture content, ash content, heating value, and elemental compositions of solid biofuel mixtures in real-time by utilizing the optical technique of near-infrared (NIR) spectroscopy. A total number of 150 samples of solid biofuel mixtures were prepared and illuminated by NIR light. All spectra of the samples were recorded in a wavenumber range of 12000 cm-1 – 400 cm-1 in a dish on a turn table which was in a moving mode with a speed of 0.5 m/s. Each sample was scanned three times to avoid, or at least minimize the deviation of the spectra and the samples were mixed between each scan to get more reliable representative spectra data. Partial least square regression models were created to analyze the spectra data. A data split was done randomly, 100 for calibration and 50 for validation. Then the data was pre-processed with different methods including multiplicative scatter correction (MSC), standard normal variate (SNV), Savitzky-Golay 1st derivative (SG 1st), Savitzky-Golay 2nd derivative (SG 2nd), and orthogonal signal correction (OSC) to reduce noise and scatter effect. The results of NIR spectra treated by OSC method obtained  , RMSE and SE of 0.900, 2.241 and 2.204, respectively for prediction of moisture content, 0.424, 0.913 and 0.922 for prediction of ash content, 0.640, 0.370 and 0.368 for prediction of heating value, respectively. The obtained prediction of  , RMSE and SE were 0.687, 0.066 and 0.058 for nitrogen, 0.636, 0.361 and 0.364 for carbon, 0.483, 0.269 and 0.270 for hydrogen, respectively. As the results shows, these models to predict the ash content and hydrogen content has a lower accuracy than what is expected in process modeling while the prediction of moisture content has the highest accuracy.

This paper presents a brief study of the two most commonly used topologies - segmented and traveling-wave - for realizing monolithically integrated electro-optical transmitters consisting of Si-photonics Mach-Zehnder modulators and their electrical drivers. To this end, two new transmitters employing high swing breakdown voltage doubler drivers were designed in the aforementioned topologies and compared with regard to their extinction ratio and DC power consumption at the data rate of 30 Gb/s. It is shown that for the targeted data rate and extinction ratio, a considerably lower power consumption can be achieved with the traveling-wave topology than with its segmented counterpart. The transmitters were realized in a 250 nm SiGe BiCMOS electronic-photonic integrated technology.

So far, only CMOS compatible and scalable hafnia-zirconia (HZO) based ferroelectric (FE) n-FeFETs have been reported. To enable the full ferroelectric hierarchy [1] both p- and n-type devices should be available. Here we report a p-FeFET with a large memory window (MW) for the first time. Moreover, we propose different integration schemes comprising structures with and without internal gate resulting in metal-FE-insulator-Si (MFIS) and metal-FE-metal-insulator-Si (MFMIS) devices which could be used to tackle the problem of interface (IF) degradation and possibly decrease the power consumption of the devices.

V poslední době se pozornost polečnosti obrátila k mikroplastům. Jsou produkovány různými odvětvími a šíří se napříč prostředím. Po dlouhou dobu byly považovány za inertní, bez dalšího vlivu na rostliny a jiné živé organismy, avšak jak zjistily nedávné studie, mohly by představovat vážnou hrozbu. Několik vědců, včetně nás, se proto začalo soustředit na jejich transport a transformace v životním prostředí. Většina se však zaměřuje pouze na jejich přítomnost v mořských a sladkých vodách, a proto jejich chování ve vzduchu a půdě zůstává nejasné. Kromě toho byla pozornost soustředěna i na bioplasty. Jsou prezentována jako ekologická alternativa, která má vyřešit všechny dosud zmíněné problémy (a další). Avšak často se zapomíná, že jejich hlavní výhoda může být zároveň nevýhodou. Z tohoto důvodu se tato diplomová práce zaměřuje na negativní účinky spojené s přítomností mikroplastů (konkrétně bioplastu poly-(R)-3-hydroxybutyrátu) v půdě jako jejich běžný receptor. Kombinovali jsme respirometrii, elementární analýzu, termogravimetrii a enzymatické testy, abychom zkoumali fyzikálně-chemické změny v půdě vyvolané přítomností bioplastu. Naše výsledky ukázaly negativní vliv na půdní organickou hmotu a zadržování vody v půdě. V tomto smyslu byl zkoumán i tzv. "priming effect", jelikož docházelo k urychlení a také zpomalení rozkladu půdní organické hmoty. Zaznamenali jsme rozdílný vliv vybraných koncentrací biopolymeru na půdu a také vliv půdních vlastností na průběh degradace. V neposlední řadě zvýšení enzymatické aktivity jasně naznačovalo vliv přítomnosti biopolymeru na mikrobiální komunitu. Na základě takových zjištění jsme došli k závěru, že přidání biopolymeru vede k dlouhodobému dopadu na řadu funkcí půdního ekosystému.

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The growing concern with the environmental impacts of disposable products has placed an emphasis on ensuring the sustainability of material systems. A shift in the selection of material can decrease the negative effects of disposable products. One class of materials with good credentials is biocomposite materials, a material partly consisting of biodegradable products. In this thesis project a compression molding machine suitable for the pressing of biocomposite materials are developed for the start-up Trash to Gold. The start up is in a early process of developing compression molding machine. As of now they use a modified workshop press to test out the pressing of to-go coffee cups made out of biodegradable a biocomposite material partly consisting of coffee grounds. The current press is not optimised for their expected customer group and it is therefore appropriate to develop a new one. The aim of this thesis project is to assist Trash to Gold in their development of a compression molding machine, suitable for upcycling biodegradable waste into disposable products. The objective of this thesis project is to develop a concept of a compression molding machine that can be used to print to-go coffee cups partly made of coffee grounds. The concept to be developed will be for a press that weighs less and has smaller dimensions than the current one to suit the target group. The product development methodology of the project is based on Ulrich and Eppinger’s book ”Product Design and Development”. Some of the approaches used from book are modified for better application on the project. The project also includes digital and theoretical tools to determine if the concept can withstand the pressure generated when the machine is in use. The result of the thesis project is a concept of a compression molding machine that meet requirements given by the start up. Suitable parts for the basic structure of the compression molding machine is presented such as how the pressing function will occur and the outer frame with where the different components will sit. The resulting concept is smaller and more light weight compared to the current machine. / Den växande oron för negativa effekter engångsprodukter har på miljön har lett till ett ökat intresse att säkerställa materialsystemens hållbarhet. En förändring av materialvalet fÅNor produkterna kan minska dessa negativa effekterna. En materialklass som hade kunnat minska de negativa effekterna är biokomposita material. Biokomposit material är ett material som delvis består av biologiskt nedbrytbara produkter. I detta examensarbete utvecklas en formpressningssmaskin anpassad för formpressning av biokomposita material. Projektet görs på uppdrag av startup-företaget Trash to Gold. Företaget håller på att utveckla en formpressningsmaskin och använder just nu en modifierad verkstadspress för att testa tillverkningen av engångskaffemuggar som delvis består av kaffesump. Den nuvarande pressen är inte anpassad för den förväntade kundgruppen och det är därför l'mpligt att utveckla en ny. Syftet bakom detta examensarbete är att hjälpa Trash to Gold att utveckla en formpressningsmaskin som är anpassad för återanvändningen av bionedbrytbara restprodukter till engångsartiklar. Målet med det här examensarbetet är att utveckla ett koncept av en formpressningsmaskin som kan användas för att formpressa engångskaffemuggar delvis bestående av kaffesump. Konceptet som tas fram ska vara för en press som väger mindre och har mindre dimensioner än den nuvarande för att passa målgruppen. Arbetets produktutvecklingsmetodik är baserad på Ulrich och Eppingers (U&E) bok ”Product design and Development”. Exempel på metoder som använts är identifiering av kundbehov, produktspekification, konceptgeneration, extern- och intern undersökning samt olika poängsättningsmetoder. Arbetet omfattar också teoretiska modeller och verktyg för att räkna på konceptets hållfasthet, materialval och val av komponenter. Resultatet av examensarbetet är ett koncept för en formpressningsmaskin som uppfyller de krav som ställts av start up-företaget. Lämpliga delar för grundkonstruktionen av formpressningsmaskinen presenteras. Till dessa hör vad som ska ge upphov till pressfunktionen samt den yttre ramen där de olika komponenterna kommer att sitta. Det resulterande konceptet väger mindre och har mindre dimensioner jämfört med den nuvarande maskinen.

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