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Organic semiconductors are very attractive for thin film Organic Photodetectors (OPDs) since they possess a number of desirable attributes for optical sensing including high absorption coefficients over visible and ultraviolet wavelengths and compatibility with large-area deposition processes such as ink-jet, screen printing, and solution processing. OPDs, in general, utilize a vertical device architecture where the photoactive organic semiconductor layers are sandwiched between top and bottom electrodes that provide electrical contact. More recently, an interest in utilizing a lateral device architecture instead of the vertical one, has emerged. In this architecture, the two contacts are positioned on the two sides of the photoactive material with respect to the direction of the incoming signal, separated by a small gap. However, the factors governing lateral OPDs’ photo-response are still not well understood. In this thesis, we fabricate top-contact lateral OPDs using a thermal evaporation only fabrication process. We study the factors governing both the dark and photo currents of lateral OPDs. The effect of the wide gap between the two electrodes on the current-voltage characteristics is discussed and the role of space charge limited conduction is investigated. The contributions in the photoresponse of light scattering through the active layers as well as the back reflection of light at the metallic contacts are emphasized. The reproducibility over repeated operation cycles of both dark and photo currents values is explored. Exposure to light of the lateral OPD is found to lead to a significant increase in the dark current. The role of the conductivity enhancement in the channel due to light-induced trap filling is investigated. External quantum efficiency and detectivity estimates are given for deep ultraviolet lateral (DUV) OPDs. A comparison with vertical DUV OPDs performances is provided. Finally, the use of a phosphorescent sensitizer doped in the absorbing bottom layer to improve top-contact lateral OPDs efficiency is discussed.

Organic semiconductors are very attractive for thin film Organic Photodetectors (OPDs) since they possess a number of desirable attributes for optical sensing including high absorption coefficients over visible and ultraviolet wavelengths and compatibility with large-area deposition processes such as ink-jet, screen printing, and solution processing. OPDs, in general, utilize a vertical device architecture where the photoactive organic semiconductor layers are sandwiched between top and bottom electrodes that provide electrical contact. More recently, an interest in utilizing a lateral device architecture instead of the vertical one, has emerged. In this architecture, the two contacts are positioned on the two sides of the photoactive material with respect to the direction of the incoming signal, separated by a small gap. However, the factors governing lateral OPDs’ photo-response are still not well understood. In this thesis, we fabricate top-contact lateral OPDs using a thermal evaporation only fabrication process. We study the factors governing both the dark and photo currents of lateral OPDs. The effect of the wide gap between the two electrodes on the current-voltage characteristics is discussed and the role of space charge limited conduction is investigated. The contributions in the photoresponse of light scattering through the active layers as well as the back reflection of light at the metallic contacts are emphasized. The reproducibility over repeated operation cycles of both dark and photo currents values is explored. Exposure to light of the lateral OPD is found to lead to a significant increase in the dark current. The role of the conductivity enhancement in the channel due to light-induced trap filling is investigated. External quantum efficiency and detectivity estimates are given for deep ultraviolet lateral (DUV) OPDs. A comparison with vertical DUV OPDs performances is provided. Finally, the use of a phosphorescent sensitizer doped in the absorbing bottom layer to improve top-contact lateral OPDs efficiency is discussed.

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Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Simulation, Entwicklung und Realisierung organischer Halbleiterbauelemente für Anwendungen im Bereich der Sensorik. Unter dem Gesichtspunkt der Fertigung sollen die organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und die organischen Photodioden (OPDs) einfach konzeptioniert sein. Je nach Bauelementetyp stehen für die Herstellung der organischen Schichten die Vakuumtechnologie oder lösungsmittelbasierte Prozesse zur Verfügung. Eine Besonderheit der Arbeit ist die Integration der OLEDs bzw. der OPDs auf Silizium-Substraten. Zudem wird die Integration von optischen Filtern für die OLEDs sowie die Etablierung einer Dünnschichtverkapselung für die OLEDs und OPDs gezeigt. Im ersten Teil der Arbeit wird anhand von Simulationen der Dünnschichtoptik erarbeitet, welche Möglichkeiten vorhanden sind, die Charakteristik der OLEDEmission bzw. die Absorptionseigenschaften der OPDs zu beeinflussen. Die Besonderheit der OLEDs für die Sensorikanwendungen liegt hierbei in der Licht-Emission mit geringen Halbwertsbreiten. Es wird anhand von Fluoreszenzmarkern (Rhodamin 6G und Nah-IR Alzheimer Farbstoff-4) und einem Chromoprotein (PAS-GAF-64) verdeutlicht, welche Möglichkeiten für die Sensorik durch die Anregung mit der OLED bestehen. Für die OPDs hingegen wird gezeigt, welche Möglichkeiten es für das Rodamin 6G gibt, mit dielektrischen Spiegeln die Absorptionseigenschaften so zu beeinflussen, dass die gewünschten spektralen Bereiche des Lichtes absorbiert bzw. reflektiert werden. Der zweite Teil widmet sich der Entwicklung der OLEDs anhand der Integrationsmöglichkeiten der dielektrischen Filter sowie deren Optimierung. Es wird am Beispiel des Rhodamin 6G gezeigt, dass für die OLED-Emission eine Halbwertsbreite von 18 nm beim Maximum von 530 nm hat. Durch die Verwendung von Entlastungsschichten zwischen OLED und dielektrischem Spiegel können die Kennwerte der OLED positiv beeinflusst werden und weiterhin werden das Temperaturverhalten der OLEDs sowie die Verspannungseigenschaften der dielektrischen Schichten betrachtet. Darüber hinaus steht im dritten Teil die Entwicklung der organischen Photodioden im Fokus. Hierbei wurden OPDs auf Glas- und Siliziumsubstraten gefertigt. Inhalt der Entwicklung auf Glassubstraten ist die Variation der absorbierenden Schicht und deren Einfluss auf die elektro-optischen Eigenschaften. Die Entwicklung der OPDs auf Siliziumsubstraten basiert auf der Integration sowie der Optimierung verschiedener Absorbersysteme, einer alternativen Anode und Kathode sowie der Integration einer Dünnschichtverkapselung. Im Ergebnis wurden OPDs entwickelt, die ohne Dünnschichtverkapselung einen Photonen-zu-Elektron-Umwandlungs-wirkungsgrad (IPCE) von ca. 37 % bei 550 nm haben. Der IPCE konnte zudem durch die Modifikation des Kathodenaufbaus um 4 % gesteigert werden. Die OPD-Bauelemente mit integrierter Dünnschichtverkapselung zeigen einen IPCE von ca. 33 % bei 550 nm. Weiterhin wurde die Methode der orthogonalen Photolithographie zur Strukturierung der OPDs verwendet und es erfolgte der Übertrag der OPD-Technologie auf 8-Zoll-Halbleitersubstrate. In diesem Zusammenhang sind zur Bewertung von Einflüssen, wie Wasser oder Sauerstoff, Untersuchungen zur Lebensdauer der OPDs durchgeführt worden. Die Kenntnis über den Einfluss der orthogonalen Photolithographie auf die Kennwerte der OPDs sowie der Einfluss der Dünnschichtverkapselung auf die Eigenschaften der OPDs und OLEDs sind essentiell für weitere Entwicklungen und zur Fertigung von Sensoranwendungen. / This work focuses on the simulation, development and implementation of organic semiconductor devices for applications in the field of sensor technology. From the viewpoint of manufacturing, organic light emitting diodes (OLEDs) as well as organic photodiodes (OPD) should be designed simply. Depending on the type of device vacuum technology or solvent-based processes are available for producing organic layer. A special feature of OLED- and OPD-devices is the integration on silicon substrates. In addition, the integration of optical filters for OLED-devices and the thin-film encapsulation of OLEDs and OPDs is shown. The first part of the work elaborates on simulations of thin film optics, describing options to control the characteristics of the OLED-emission or the absorption properties of the OPD. A special characteristic of OLEDs is the light emission with a small full with half maximum for sensor applications. By using of fluorescent markers Rhodamine 6G and near-IR dye Alzheimer-4 or the Chromoproteins (PAS-GAF-64) clarifies the possibilities for sensors by excitation with the OLED. In contrast, for the OPD is shown which solutions are available, to influence the absorption properties of Rhodamin 6G with dielectric mirrors so that desired spectral ranges of light are absorbed or reflected. The second part is dedicated to the development of OLEDs based on integration of dielectric filters and their optimization. It is shown by the example of Rhodamine 6G that the OLED emission represents a full with at half maximum of 18 nm at 530 nm. Furthermore, the temperature behavior of the OLEDs and the strain properties of the dielectric layers are considered. Organic photodiodes are in the focus of the third part of the development. These OPDs were made on glass and silicon substrates. The main objective of the development on glass substrates is the variation of the absorption layer and its influence to the electro-optical properties to increase the spectral sensitivity of the OPD. The development of OPD on silicon substrates deals with the integration and optimization of different absorber systems, an alternative anode and cathode as well as the integration of a thin-film encapsulation. As a result, the OPDs without a thin-film encapsulation have an incident photon-to-electron conversion efficiency (IPCE) of about 37 % at 550 nm. The IPCE was increased to 4 % by modifying the cathode structure. The OPD devices with integrated thin-film encapsulation showed an IPCE of about 33 % at 550 nm. Furthermore, the method of orthogonal photolithography was used to pattern the OPD and an upscaling of the OPD technology to 8-inch semiconductor substrates have been realized. In this context studies have been carried out to evaluate the influence of process and encapsulation to the lifetime of OPDs. The knowledge about the influence of the orthogonal photolithography to the characteristics of OPDs and the influence of the thin-film encapsulation on the properties of OPD and OLEDs is essential for further development and for the manufacturing of sensor applications.

Der Einfluss frühkindlicher Beziehungsangebote der Primärobjekte, besonders aber der Mutter, auf die Entwicklung des Selbst und seiner Beziehungen gilt als gesichert. Die Zusammenhänge des späteren, episodisch erinnerbaren Erziehungsverhaltens der Eltern mit der weitere Ausreifung der psychodynamischen Strukturkomponenten ist allerdings weniger untersucht und findet eher in der Persönlichkeits- und Erziehungsstilforschung statt. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an, die versucht eine Integration des psychodynamischen Konstrukts in eine erziehungspsychologische Befragung zur Aufklärung der weiteren Ausdifferenzierung der Struktur in der späteren Kindheit vorzunehmen. Dafür wurden neben der Messung des generellen Strukturniveaus und den Subskalen des Selbst und der Objektbeziehungen des OPD-Strukturfragebogens vier Skalen zur retrospektiven Erhebung des elterlichen Erziehungsverhaltens verwendet. Diese waren die drei inhaltlichen Skalen des Fragebogens zu erinnertem elterlichen Erziehungsverhalten (Wärme, Kontrolle & Überbehütung, Ablehnung & Strafe) sowie eine angepasste Version der formalen Dimension der Inkonsistenz des Erziehungsstil-Inventars. Die Befragung wurde online an insgesamt N = 98 Probanden durchgeführt. Es konnten dabei signifikant korrelative Zusammenhänge zwischen ungünstigem Erziehungsverhalten und niedrigerer struktureller Integrität für alle Skalen aufgezeigt werden. Die Skala Ablehnung & Strafe zeigte dabei einen verstärkten Zusammenhang mit den selbstregulativen Fähigkeiten. Eine regressionsanalytische Vorhersage des Strukturniveaus aus den Erziehungsdimensionen wies einen starken Effekt (f² = 0,70) bei einer Varianzaufklärung von R²korr = 0,37 auf. Mütterliche und väterliche Erziehung unterschieden sich dabei kaum in ihrem prädiktiven Vorhersagewert, die mütterlichen Dimensionen Wärme sowie Kontrolle & Überbehütung wiesen aber signifikant höhere Mittelwerte auf, was als ein Unterschied in der Intensität der Beziehung gewertet wird. Mütterliche Wärme wies dabei, wie hypothetisch angenommen, im Vergleich zu allen anderen Dimensionen die signifikant höchsten Werte auf. Um diesen Zusammenhang zwischen erinnerbarem elterlichen Erziehungsverhaltens und der strukturellen Integrität allerdings von Einflüssen in der Frühkindheit kausal klar zu trennen, wären umfangreiche Verlaufsstudien nötig, die in größeren Rahmen möglichst breit konzipierte dynamische Wechselwirkungen innerhalb der Familie aufdecken.

Der Einfluss frühkindlicher Beziehungsangebote der Primärobjekte, besonders aber der Mutter, auf die Entwicklung des Selbst und seiner Beziehungen gilt als gesichert. Die Zusammenhänge des späteren, episodisch erinnerbaren Erziehungsverhaltens der Eltern mit der weitere Ausreifung der psychodynamischen Strukturkomponenten ist allerdings weniger untersucht und findet eher in der Persönlichkeits- und Erziehungsstilforschung statt. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an, die versucht eine Integration des psychodynamischen Konstrukts in eine erziehungspsychologische Befragung zur Aufklärung der weiteren Ausdifferenzierung der Struktur in der späteren Kindheit vorzunehmen. Dafür wurden neben der Messung des generellen Strukturniveaus und den Subskalen des Selbst und der Objektbeziehungen des OPD-Strukturfragebogens vier Skalen zur retrospektiven Erhebung des elterlichen Erziehungsverhaltens verwendet. Diese waren die drei inhaltlichen Skalen des Fragebogens zu erinnertem elterlichen Erziehungsverhalten (Wärme, Kontrolle & Überbehütung, Ablehnung & Strafe) sowie eine angepasste Version der formalen Dimension der Inkonsistenz des Erziehungsstil-Inventars. Die Befragung wurde online an insgesamt N = 98 Probanden durchgeführt. Es konnten dabei signifikant korrelative Zusammenhänge zwischen ungünstigem Erziehungsverhalten und niedrigerer struktureller Integrität für alle Skalen aufgezeigt werden. Die Skala Ablehnung & Strafe zeigte dabei einen verstärkten Zusammenhang mit den selbstregulativen Fähigkeiten. Eine regressionsanalytische Vorhersage des Strukturniveaus aus den Erziehungsdimensionen wies einen starken Effekt (f² = 0,70) bei einer Varianzaufklärung von R²korr = 0,37 auf. Mütterliche und väterliche Erziehung unterschieden sich dabei kaum in ihrem prädiktiven Vorhersagewert, die mütterlichen Dimensionen Wärme sowie Kontrolle & Überbehütung wiesen aber signifikant höhere Mittelwerte auf, was als ein Unterschied in der Intensität der Beziehung gewertet wird. Mütterliche Wärme wies dabei, wie hypothetisch angenommen, im Vergleich zu allen anderen Dimensionen die signifikant höchsten Werte auf. Um diesen Zusammenhang zwischen erinnerbarem elterlichen Erziehungsverhaltens und der strukturellen Integrität allerdings von Einflüssen in der Frühkindheit kausal klar zu trennen, wären umfangreiche Verlaufsstudien nötig, die in größeren Rahmen möglichst breit konzipierte dynamische Wechselwirkungen innerhalb der Familie aufdecken.:Inhaltsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Zusammenfassung 1. Einleitung 2. Die psychische Struktur 2.1 Psychodynamisches Verständnis des Strukturbegriffs und Operationalisierung nach OPD-2 2.2 Dynamischer Entwicklungsprozess der Struktur 3. Erziehung 3.1 Dimensionen von Erziehung und deren Einfluss auf die Entwicklung 3.2 Die Rolle des Vaters 4. Fragestellungen und Hypothesen 5. Methodik 5.1 Fragebogeninstrumente 5.1.1 Erinnertes elterliches Erziehungsverhalten 5.1.2 Psychodynamische Struktur 5.2 Stichprobenbeschreibung und Vorgehen 5.3 Statistische Analyse 6. Ergebnisse 7. Diskussion 7.1 Bedeutung und Einordnung der Ergebnisse 7.2 Grenzen der Studie 7.3 Fazit und Ausblick 8. Literaturverzeichnis 9. Anhang 10. Selbstständigkeitserklärung

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Simulation, Entwicklung und Realisierung organischer Halbleiterbauelemente für Anwendungen im Bereich der Sensorik. Unter dem Gesichtspunkt der Fertigung sollen die organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und die organischen Photodioden (OPDs) einfach konzeptioniert sein. Je nach Bauelementetyp stehen für die Herstellung der organischen Schichten die Vakuumtechnologie oder lösungsmittelbasierte Prozesse zur Verfügung. Eine Besonderheit der Arbeit ist die Integration der OLEDs bzw. der OPDs auf Silizium-Substraten. Zudem wird die Integration von optischen Filtern für die OLEDs sowie die Etablierung einer Dünnschichtverkapselung für die OLEDs und OPDs gezeigt. Im ersten Teil der Arbeit wird anhand von Simulationen der Dünnschichtoptik erarbeitet, welche Möglichkeiten vorhanden sind, die Charakteristik der OLEDEmission bzw. die Absorptionseigenschaften der OPDs zu beeinflussen. Die Besonderheit der OLEDs für die Sensorikanwendungen liegt hierbei in der Licht-Emission mit geringen Halbwertsbreiten. Es wird anhand von Fluoreszenzmarkern (Rhodamin 6G und Nah-IR Alzheimer Farbstoff-4) und einem Chromoprotein (PAS-GAF-64) verdeutlicht, welche Möglichkeiten für die Sensorik durch die Anregung mit der OLED bestehen. Für die OPDs hingegen wird gezeigt, welche Möglichkeiten es für das Rodamin 6G gibt, mit dielektrischen Spiegeln die Absorptionseigenschaften so zu beeinflussen, dass die gewünschten spektralen Bereiche des Lichtes absorbiert bzw. reflektiert werden. Der zweite Teil widmet sich der Entwicklung der OLEDs anhand der Integrationsmöglichkeiten der dielektrischen Filter sowie deren Optimierung. Es wird am Beispiel des Rhodamin 6G gezeigt, dass für die OLED-Emission eine Halbwertsbreite von 18 nm beim Maximum von 530 nm hat. Durch die Verwendung von Entlastungsschichten zwischen OLED und dielektrischem Spiegel können die Kennwerte der OLED positiv beeinflusst werden und weiterhin werden das Temperaturverhalten der OLEDs sowie die Verspannungseigenschaften der dielektrischen Schichten betrachtet. Darüber hinaus steht im dritten Teil die Entwicklung der organischen Photodioden im Fokus. Hierbei wurden OPDs auf Glas- und Siliziumsubstraten gefertigt. Inhalt der Entwicklung auf Glassubstraten ist die Variation der absorbierenden Schicht und deren Einfluss auf die elektro-optischen Eigenschaften. Die Entwicklung der OPDs auf Siliziumsubstraten basiert auf der Integration sowie der Optimierung verschiedener Absorbersysteme, einer alternativen Anode und Kathode sowie der Integration einer Dünnschichtverkapselung. Im Ergebnis wurden OPDs entwickelt, die ohne Dünnschichtverkapselung einen Photonen-zu-Elektron-Umwandlungs-wirkungsgrad (IPCE) von ca. 37 % bei 550 nm haben. Der IPCE konnte zudem durch die Modifikation des Kathodenaufbaus um 4 % gesteigert werden. Die OPD-Bauelemente mit integrierter Dünnschichtverkapselung zeigen einen IPCE von ca. 33 % bei 550 nm. Weiterhin wurde die Methode der orthogonalen Photolithographie zur Strukturierung der OPDs verwendet und es erfolgte der Übertrag der OPD-Technologie auf 8-Zoll-Halbleitersubstrate. In diesem Zusammenhang sind zur Bewertung von Einflüssen, wie Wasser oder Sauerstoff, Untersuchungen zur Lebensdauer der OPDs durchgeführt worden. Die Kenntnis über den Einfluss der orthogonalen Photolithographie auf die Kennwerte der OPDs sowie der Einfluss der Dünnschichtverkapselung auf die Eigenschaften der OPDs und OLEDs sind essentiell für weitere Entwicklungen und zur Fertigung von Sensoranwendungen. / This work focuses on the simulation, development and implementation of organic semiconductor devices for applications in the field of sensor technology. From the viewpoint of manufacturing, organic light emitting diodes (OLEDs) as well as organic photodiodes (OPD) should be designed simply. Depending on the type of device vacuum technology or solvent-based processes are available for producing organic layer. A special feature of OLED- and OPD-devices is the integration on silicon substrates. In addition, the integration of optical filters for OLED-devices and the thin-film encapsulation of OLEDs and OPDs is shown. The first part of the work elaborates on simulations of thin film optics, describing options to control the characteristics of the OLED-emission or the absorption properties of the OPD. A special characteristic of OLEDs is the light emission with a small full with half maximum for sensor applications. By using of fluorescent markers Rhodamine 6G and near-IR dye Alzheimer-4 or the Chromoproteins (PAS-GAF-64) clarifies the possibilities for sensors by excitation with the OLED. In contrast, for the OPD is shown which solutions are available, to influence the absorption properties of Rhodamin 6G with dielectric mirrors so that desired spectral ranges of light are absorbed or reflected. The second part is dedicated to the development of OLEDs based on integration of dielectric filters and their optimization. It is shown by the example of Rhodamine 6G that the OLED emission represents a full with at half maximum of 18 nm at 530 nm. Furthermore, the temperature behavior of the OLEDs and the strain properties of the dielectric layers are considered. Organic photodiodes are in the focus of the third part of the development. These OPDs were made on glass and silicon substrates. The main objective of the development on glass substrates is the variation of the absorption layer and its influence to the electro-optical properties to increase the spectral sensitivity of the OPD. The development of OPD on silicon substrates deals with the integration and optimization of different absorber systems, an alternative anode and cathode as well as the integration of a thin-film encapsulation. As a result, the OPDs without a thin-film encapsulation have an incident photon-to-electron conversion efficiency (IPCE) of about 37 % at 550 nm. The IPCE was increased to 4 % by modifying the cathode structure. The OPD devices with integrated thin-film encapsulation showed an IPCE of about 33 % at 550 nm. Furthermore, the method of orthogonal photolithography was used to pattern the OPD and an upscaling of the OPD technology to 8-inch semiconductor substrates have been realized. In this context studies have been carried out to evaluate the influence of process and encapsulation to the lifetime of OPDs. The knowledge about the influence of the orthogonal photolithography to the characteristics of OPDs and the influence of the thin-film encapsulation on the properties of OPD and OLEDs is essential for further development and for the manufacturing of sensor applications.

La construction d’un NSOM, dans ce manuscrit de thèse, est décrite en détail. Lacombinaison du système NSOM construit avec un interféromètre est proposée afin d’accéderà des mesures de phase, à la fois de ultra-haute sensibilité mais également de très granderésolution spatiale. Le nom de l’instrument développé est un interferomètre optique àbalayage en champ proche (NSOI, pour l’acronyme en anglais). Le principe est basé surl’utilisation d’un diapason accordable en cristal de quartz, sur lequel se trouve une pointe,afin de sonder le matériau étudié. La mesure de la force de cisaillement de la pointe sondeau voisinage de la surface permet d’assurer la régulation et la stabilité de la distance depositionnement de la pointe par rapport à la surface considérée. Le dispositif est construit encombinant différents éléments électroniques pilotés par un logiciel développé en langageLab-VIEW. Le bruit de la mesure en NSOI est supprimé par un calcul simple basé sur lathéorie de l’optique ondulatoire et des interférences associées. Le système permet deréaliser des mesures optiques en champ proche ainsi que la détermination en hauterésolution de la phase du champ optique. L’échantillon SNG01 (l’un des réseaux utilisés pourcaractériser notre microscope à balayage en champ proche), ainsi que des disques optiques(CD, DVD and disques blu-ray) ont été utilisés pour tester la faisabilité et les performancesde notre système.Dans ce manuscrit de thèse, le graphène et les monocouches de MoS2 sont étudiés. Nous montrons qu’une épaisseur à l’échelle atomique peut être résolue par notresystème NSOI, avec l’utilisation de l’algorithme de suppression du bruit de mesure. Lesjoints de grain du graphène sont observés à grande échelle, via la technique d’imagerie parcollection en champ proche et par la réalisation de cartographies de phase. En particulier,les tensions internes à une couche de graphène sont observées, uniquement dans le casd’une imagerie de phase. / In this thesis, near-field scanning optical interferometry (NSOI), which combinesNSOM with interferometer, is proposed for the phase measurement. The shear-forcedetection scheme is applied for distance regulation. The hardware of the systemis constructed by combining various electronic devices, and the operating softwareis coded by LabVIEW. Unwanted background signal is removed by simple calculationbased on interference theory. By using this, the near-field optical measurementand the ultra-sensitive phase investigation of nano-materials are performed. 2D materialssuch as graphene and monolayer MoS2 are investigated. It is shown thatatomic-scale thickness can be resolved by the NSOI. Especially, the grain boundariesof graphene and the seed of MoS2 can be found by phase detection. In addition,direct laser writing (DLW) on silver-containing glass is observed by using NSOM,and NSOI. For the first time, the writing threshold is correlatively observed in thefluorescence imaging and the near-field phase image.