Influence of substrate materials on nucleation and properties of iridium thin films grown by ALD

Ultra-thin metallic films are widely applied in optics and microelectronics. However, their properties differ significantly from the bulk material and depend on the substrate material. The nucleation, film growth, and layer properties of atomic layer deposited (ALD) iridium thin films are evaluated on silicon wafers, BK7, fused silica, SiO2 , TiO2 , Ta2O5 , Al2O3 , HfO2 , Ru, Cr, Mo, and graphite to understand the influence of various substrate materials. This comprehensive study was carried out using scanning electron and atomic force microscopy, X-ray reflectivity and diffraction, four-point probe resistivity and contact angle measurements, tape tests, and Auger electron spectroscopy. Within few ALD cycles, iridium islands occur on all substrates. Nevertheless, their size, shape, and distribution depend on the substrate. Ultra-thin (almost) closed Ir layers grow on a Ta2O5 seed layer after 100 cycles corresponding to about 5 nm film thickness. In contrast, the growth on Al2O3 and HfO2 is strongly inhibited. The iridium growth on silicon wafers is overall linear. On BK7, fused silica, SiO2 , TiO2 , Ta2O5 , Ru, Cr, and graphite, three different growth regimes are distinguishable. The surface free energy of the substrates correlates with their iridium nucleation delay. Our work, therefore, demonstrates that substrates can significantly tailor the properties of ultra-thin films

Ein neuer Ansatz für die Trockenseparierung von Mikroaggregaten mit unterschiedlicher Textur zur Messung der mechanischen Belastbarkeit und 3D-Porenstruktur

Die Bodenstruktur als Ausdruck der räumlichen Anordnung mineralischer und organischer Bodenbestandteile ist eine zentrale Charakteristik des Bodens. Sie steuert viele wichtige biologische, physikalische und geochemische Prozesse, wie die Rolle des Bodens als Kohlenstoffspeicher oder die Ausbildung bzw. Verteilung von Habitaten für Mikroorganismen. Die Bodenstruktur, deren einfachste Einheit die Aggregate bilden, befindet sich als labile Bodeneigenschaft in einem Zustand ständiger Veränderung. Die Eigenschaften der Aggregate werden durch viele Einflussfaktoren wie Textur, Alter, Quellung und Schrumpfung, sowie die biologische Aktivität gesteuert. Eines der Hauptprobleme bei der Untersuchung der Eigenschaften von Mikroaggregaten im Boden ist deren Separierung. Viele Separierungs-Methoden üben Spannungszustände aus, die die realen Bedingungen im Boden nur sehr bedingt abbilden. So werden z. B. bei Nasssiebungsverfahren hydraulische Spannungen erzeugt, die unter natürlichen Bedingungen nicht auftreten. Hierin liegt ein Risiko, dass Artefakte in den gewonnenen Aggregatfraktionen entstehen (z. B. durch Reaggregierung bei anschließender Trocknung) und die weitere Analyse von Eigenschaften dieser Aggregatfraktionen, bzw. deren Interpretation beeinflussen. Übergeordnetes Ziel unserer Untersuchungen ist die Erforschung der Genese von Mikroaggregaten und deren (Poren‑)Eigenschaften in Abhängigkeit von Texturunterschieden, sowie des Zusammenhangs von mikroskaligen Deformationsprozessen auf die Entwicklung der Bodenstruktur. Hierfür haben wir mit einem Verfahren der Trockenseparierung in drei Aggregatgrößen-Unterklassen (250-53, 53-20 und <20 µm) eine zuverlässige Methode zur Isolierung einzelner Mikroaggregate entwickelt, welche die Struktur der gewonnenen Aggregate selbst nicht beeinflusst. In einem nächsten Schritt wird die mechanische Belastbarkeit von Mikroaggregaten aus einer Toposequenz (mit unterschiedlichen Tongehalten) an einem Lastrahmen hochauflösend getestet, um die Hypothese zu überprüfen, dass die Stabilität mit abnehmender struktureller Entropie (d. h. zunehmendem Grad an Strukturierung) zunimmt. Des Weiteren wird die Geometrie des Porennetzwerkes der Mikroaggregate mit unterschiedlichen Tongehalten mittels hochauflösender Computertomographie untersucht, um diese später mit gemessenen Gas- und Wasserflüssen in Verbindung bringen zu können

Необычные векторные сингулярности в неоднородно поляризованных оптических полях

Вводиться означення комплексного ступеня поляризації з представленням у стоксовому просторі й на цій основі визначається новий тип векторних сингулярностей у частково когерентних, неоднорідно поляризованих оптичних полях – U-контури, вздовж яких ступінь поляризації дорівнює нулю, і при перетині яких стан поляризації змінюється на ортогональний.The complex degree of polarization is defined and represented at the Stokes space, and on this base the new type of vector singularities in partially coherent, inhomogeneously polarized optical fields is determines, namely, the U-contours along which the degree of polarization equals zero, and by crossing of which the state of polarization changes by jump into orthogonal one.Вводится определение комплексной степени поляризации с представлением в стоксовом пространстве и на этой основе определяется новый тип векторных сингулярностей в частично когерентных, неоднородно поляризованных оптических полях – U-контуры, вдоль которых степень поляризации равняется нулю, и при пересечении которых состояние поляризации изменяется на ортогональное

Applied computer polarization-singular analysis of polymer packaging materials

This manuscript discusses the development of a singular approach to analyzing polarization-inhomogeneous laser fields in order to improve the manufacturing technology of packaging printing products. The analysis is based on a model approach, which represents polyethylene polymer film networks as a two-component amorphous-crystallite matrix.У статті описана розробка та обґрунтування принципів сингулярного підходу до аналізу поляризаційно-неоднорідних лазерних полів з метою вдосконалення технології виготовлення пакувальної поліграфічної продукції. У статті наведено детальні теоретичні пояснення, які допомагають зрозуміти механізми формування поляризаційно- сингулярних структур у полімерних плівках

Спектральные изменения белого света, обусловленные рассеянием на шероховатой поверхности

Для пояснення забарвлення регулярної компоненти білого світла, розсіяного вперед безбарвною діелектричною шорсткою поверхнею, запропоновано модель шорсткої поверхні з помірними параметрами шорсткості як специфічного антивідбиваючого шару. Показано, що така модель дозволяє пояснити спостережувану на практиці послідовність кольорів розсіяної вперед компоненти білого світла по мірі збільшення шорсткості поверхні. Представлено експериментальні підтвердження на користь цього підходу.To explain coloring of the regular component of a white light scattered by a colorless dielectric slab with a rough surface, we apply the model of rough surface with rough’s moderate parameters associated with absorption surface. It is shown that such model permits to explain component’s sequence of colors of a scattered white light according to roughness surface grow. Experimental confirmation of this model is presented.Для объяснения окрашивания регулярной составляющей белого света, рассеянного вперед бесцветной диэлектрической шероховатой поверхностью, предложена модель шероховатой поверхности с умеренными параметрами шероховатости как специфического просветляющего слоя. Показано, что такая модель позволяет объяснить наблюдаемую на практике последовательность цветов рассеянной вперед компоненты белого света по мере увеличения шероховатости поверхности. Представлено экспериментальное подтверждение в пользу такого подхода

Новые поляризационные сингулярности в частично-когерентных световых пучках

Продемонстровано, що при накладенні некогерентної суперпозиції ортогонально поляризованих лазерних пучків в поперечному перетині параксіального комбінованого пучка замість звичайних сингулярностей, таких як нулі амплітуди (оптичні вихори), які властиві скалярним полям та поляризаційних сингулярностей, таких як С-точки і L-лінії, які властиві повністю когерентним векторним полям, виникають поляризаційні сингулярності нового типу. Це U-контури, вздовж яких ступінь поляризації дорівнює нулю, і стан поляризації є невизначеним (сингулярним) та ізольовані P-точки, де ступінь поляризації дорівнює одиниці і стан поляризації визначається за компонентою комбінованого пучка, яка не зникає. Вперше розглядається кореляція між повністю когерентними і повністю некогерентними векторними сингулярностями. Наводяться перші експериментальні приклади реконструкції векторного скелетона комбінованого пучка, сформованого U і Р сингулярностями, як екстремумами комплексного ступеня поляризації.It has been demonstrated that incoherent superposition of orthogonally polarized laser beams results in appearance of polarization singularities of a new type at the transversal cross-section of a paraxial combined beam, instead of common optical vortices inherent in scalar fields or C-points and L-lines inherent in completely coherent vector fields. There are U-contours along with the degree of polarization equals zero and the state of polarization is undetermined (singular), and P-points where the polarization degree equals zero and he state of polarization is determined by non-vanishing component of the combined beam. Correlation between completely coherent and completely incoherent polarization singularities has been considered for the first time. Experimental examples of reconstruction of the vector skeleton of combined beam constituting by the set of U and P singularities as the extrema of the complex degree of polarization are provided.Продемонстрировано, что при наложении некогерентной суперпозиции ортогонально поляризованных лазерных, пучков в поперечном сечении параксиального комбинированного пучка вместо привычных сингулярностей, таких как нули амплитуды (оптические вихри), свойственные скалярным полям и поляризационных сингулярностей, таких как С-точки и L-линии, свойственные полностью когерентным векторным полям, возникают поляризационные сингулярности нового типа. Это U-контуры, вдоль которых степень поляризации равняется нулю, и состояние поляризации неопределенно (сингулярно) и изолированные Р-точки, где степень поляризации равна единице и состояние поляризации определяется компонентой комбинированного пучка, который не исчезает. Впервые рассматривается корреляция между полностью когерентным и полностью некогерентными векторными сингулярностями. Приводятся первые экспериментальные примеры реконструкции векторного скелетона комбинированного пучка, сформированного U и Р сингулярностями, как экстремумами комплексной степени поляризации

Technology of protection and control of printed products using application programs of digital introscopy

The article presents the basics of the method of correlation spatial-frequency filtering of maps of phase distributions of polyethylene films. Using the method of statistical analysis of the structure of spatial-frequency filtered polarization mapsof polymer films, a set of methods and criteria for diagnosingchanges in the birefringence of packaging materials has beensubstantiated and tested.У статті наведено основи методу кореляційної просторово-частотної фільтрації карток фазових розподілів поліетиленових плівок. Використовуючи метод статистичного аналізу структури просторово-частотних фільтрованих поляризаційних карт полімерних плівок, обґрунтовано та апробовано комплекс методів та критеріїв діагностики зміни двопроменеломлення пакувальних матеріалів

Exchange-correlation kernels for excited states in solids

The performance of several common approximations for the exchange-correlation kernel within time-dependent density-functional theory is tested for elementary excitations in the homogeneous electron gas. Although the adiabatic local-density approximation gives a reasonably good account of the plasmon dispersion, systematic errors are pointed out and traced to the neglect of the wavevector dependence. Kernels optimized for atoms are found to perform poorly in extended systems due to an incorrect behavior in the long-wavelength limit, leading to quantitative deviations that significantly exceed the experimental error bars for the plasmon dispersion in the alkali metals.Comment: 7 pages including 5 figures, RevTe

QTL for phytosterol and sinapate ester content in Brassica napus L. collocate with the two erucic acid genes

Improving oil and protein quality for food and feed purposes is an important goal in rapeseed (Brassica napus L.) breeding programs. Rapeseed contains phytosterols, used to enrich food products, and sinapate esters, which are limiting the utilization of rapeseed proteins in the feed industry. Increasing the phytosterol content of oil and lowering sinapate ester content of meal could increase the value of the oilseed rape crop. The objective of the present study was to identify quantitative trait loci (QTL) for phytosterol and sinapate ester content in a winter rapeseed population of 148 doubled haploid lines, previously found to have a large variation for these two traits. This population also segregated for the two erucic acid genes. A close negative correlation was found between erucic acid and phytosterol content (Spearman’s rank correlation, rs = −0.80**). For total phytosterol content, three QTL were detected, explaining 60% of the genetic variance. The two QTL with the strongest additive effects were mapped on linkage groups N8 and N13 within the confidence intervals of the two erucic acid genes. For sinapate ester content four QTL were detected, explaining 53% of the genetic variance. Again, a close negative correlation was found between erucic acid and sinapate ester content (rs = −0.66**) and the QTL with the strongest additive effects mapped on linkage groups N8 and N13 within the confidence intervals of the two erucic acid genes. The results suggests, that there is a pleiotropic effect of the two erucic acid genes on phytosterol and sinapate ester content; the effect of the alleles for low erucic acid content is to increase phytosterol and sinapate ester content. Possible reasons for this are discussed based on known biosynthetic pathways