Work Function Setting in High-k Metal Gate Devices

As transistor size continues to shrink, SiO2/polysilicon gate stack has been replaced by high-k/metal gate to enable further scaling. Two different integration approaches have been implemented in high-volume production: gate first and gate last; the latter is also known as replacement gate approach. In both integration schemes, getting the right work functions and threshold voltages for N-type metal-oxide-semiconductor (NMOS) and P-type metal-oxide-semiconductor (PMOS) devices is critical. A number of recent studies have shown that the threshold voltage of devices is highly dependent on not just the deposited material properties but also on subsequent device processing steps. This chapter contains a description on the different mechanisms of work function setting in gate last and gate first technologies, the sensitivities to different process conditions and special measurement techniques for gate stack analysis is shown

Bis(terpyridin)ruthenium(II)-Aminosäuren und ihre Konjugate mit redox- und photoaktiven Bausteinen : Synthese in Lösung und an der Festphase, Elektronen- und Energietransfer

Kurzfassung in Deutsch: In dieser Arbeit wird die Synthese verschiedener künstlicher Aminosäuren und deren Ethylester aus Bis(terpyridin)ruthenium-Komplexen beschrieben. So wurden [(ROOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+, [(ROOC–C6H4–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+, [(ROOC–tpy)Ru(tpy–C6H4–NH2)]2+ (R = H, C2H5) und [(HOOC–C6H4–tpy)Ru(tpy–C6H4–NH2)]2+ dargestellt und charakterisiert (MS, NMR, IR). Alle Komplexe lumineszieren bei Raumtemperatur in Lösung, wenn sie mit Licht der Wellenlänge der MLCT-Absorption (l ≈ 500 nm) angeregt werden. Das Verhalten von [(HOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+ gegenüber Säuren und Basen wurde genauso untersucht, wie seine photophysikalischen und elektronischen Eigenschaften. Dazu wurden UV/Vis-, CV-, Emissions- und Resonanzraman-Spektren gemessen sowie DFT-Modellierungen vorgenom-men. Redoxaktive Ferrocenyl-Bausteine wurden über Amidbrücken an [(HOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+ gebunden und die erhaltenen mehrkernigen Komplexe [(Fc–NH–CO–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+, [(ROOC–tpy)Ru(tpy–NH–CO–Fc)]2+, [(ROOC–tpy)Ru(tpy–NH–CO–Fc–NH–COCH3)]2+ (R = H, C2H5) und [(Fc–NH–CO–tpy)Ru(tpy–NH–CO–Fc)]2+ wurden elektro-chemisch und photophysikalisch vollständig charakterisiert. Die Lumineszenz der Verbindun-gen mit N substituiertem Ferrocen ist durch Elektronentransfer von der Ferrocenyleinheit zum Rutheniumzentrum gelöscht. Photostrommessungen in einer Grätzel-artigen Zelle mit [(HOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+ als lichtsammelnden Farbstoff erreichten eine 5 – 10 Mal größere Photostrom-Effizienz (IPCE) als Messungen mit [(HOOC–tpy)Ru(tpy–NH–CO–Fc)]2+ und [(ROOC–tpy)Ru(tpy–NH–CO–Fc–NH–COCH3)]2+. Weitere über Amidbindungen verbrückte zweikernige Bis(terpyridin)ruthenium-Komplexe wurden dargestellt: ein Konjugat aus [(EtOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+ und einem Carbonsäure- und tert-Butylgruppe substituier-ten Bis(terpyridin)ruthenium-Komplex sowie einem „Dimer“ von [(HOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+. Dafür wurde der Boc-geschützte Komplex [(OOC–tpy)Ru(tpy–NHBoc)]+ dargestellt und mit [(EtOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+ umgesetzt, gefolgt von der Entschützung der funktio-nellen Gruppen. Diese zweikernigen Verbindungen absorbieren im Vergleich zu den Einker-nigen mit doppelter Intensität und können elektrochemisch zwei Mal reversibel oxidiert werden (RuII/RuIII). Die Oxidation bei niedrigem Potential wurde dem am N-Teminus gebun-denen Komplex zugeschrieben, die bei höherem Potential dem am C-Teminus gebundenen Fragment. Beide zweikernigen Konjugate lumineszieren bei Raumtemperatur. Die Emission des „Dimers“ ist, verglichen mit dem anderen zweikernigen Komplex, bathochrom verscho-ben, da durch die Aminogruppe des „Dimers“ ein Ligand-Ligand-Charge Transfer (LLCT) möglich wird. Licht sammelnde organische Chromophore (verschiedene Cumarinderivate, Naphthalin, Anthracen) und a-Aminosäuren wurden in Lösung sowie in Festphasenpeptid-synthesen (SPPS) an [(HOOC–tpy)Ru(tpy–NH2)]2+ gekuppelt. Dadurch wurden sehr reine Produkte erhalten. So wurden Dyaden mit und ohne Glycinmolekül als Abstandhalter zwi-schen dem Bis(terpyridin)ruthenium-Komplex und dem organischen Chromophor dargestellt und deren photophysikalische und elektronische Eigenschaften eingehend untersucht. In allen Verbindungen dieser Reihe mit organischem Chromophor wurde ein Energietransfer vom Chromophor zum Rutheniumkomplex beobachtet. Die Energietransfereffizienz wurde zu 86 – 99% bestimmt

Eigenvalue bounds in the gaps of Schrodinger operators and Jacobi matrices

We consider $C=A+B$ where $A$ is selfadjoint with a gap $(a,b)$ in its spectrum and $B$ is (relatively) compact. We prove a general result allowing $B$ of indefinite sign and apply it to obtain a $(\delta V)^{d/2}$ bound for perturbations of suitable periodic Schrodinger operators and a (not quite)Lieb-Thirring bound for perturbations of algebro-geometric almost periodic Jacobi matrices

Rekonstruktion eben begrenzter Räume aus monokularen Aufnahmen zum Zwecke des berührungslosen Aufmessens

Für planende Ingenieure und Architekten besteht seit jeher im Rekonstruktionsbereich die Aufgabe, vorhandene Gebäude in ihrer Geometrie und Struktur zu erfassen und daraus Rekonstruktionspläne und -technologien zu erarbeiten. Diese Erfassungsmaßnahmen sind sehr umfangreich und kostenintensiv. Ziel der hier vorzustellenden Ansatzes war es deshalb, ein kostengünstiges Verfahren zu entwickeln, das ein berührungsloses Aufmaß eben begrenzter Räume (polyedrischer Räume) mit einer den Erfordernissen entsprechenden Genauigkeit gewährleistet. Es werden im wesentlichen zwei Problemkreise behandelt. Der erste beinhaltet den Nachweis einer für die geplanten Anwendungen hinreichend genauen, maßstäblichen Rekonstruierbarkeit von ebenen Objekten (Wänden) aus monokularen Fotoaufnahmen. Anstelle des in der Photogrammetrie üblichen Weges über Kamerakalibrierung mittels exakt eingemessener Paßpunkte wurde ein Ansatz verfolgt, bei dem eine mittels Laserspotprojektoren auf dem Aufnahmeobjekt erzeugte parameterabhängige Maßfigur in Verbindung mit a priori bekannten Bildinhalten Grundlage für die maßstabsgerechte Rekonstruktion des Objektes ist. Der zweite Problemkreis behandelt die Zusammensetzung von eben begrenzten Räumen aus Einzelebenen (Wänden) die als Ergebnis des ersten Schrittes projektiv entzerrt, d.h. als orthogonale Draufsicht, allerdings verfahrensbedingt fehlerbehaftet vorliegen. Ziel ist hier, durch Nutzung von a-priori-Kenntnissen über die Raumstruktur mit Hilfe von Methoden der mathematischen Optimierung einen Genauigkeitsgewinn zu erzielen

Terahertz quantum-cascade lasers as high-power and wideband, gapless sources for spectroscopy

Terahertz (THz) quantum-cascade lasers (QCLs) are powerful radiation sources for high-resolution and high-sensitivity spectroscopy with a discrete spectrum between 2 and 5 THz as well as a continuous coverage of several GHz. However, for many applications, a radiation source with a continuous coverage of a substantially larger frequency range is required. We employed a multi-mode THz QCL operated with a fast ramped injection current, which leads to a collective tuning of equally-spaced Fabry-Pérot laser modes exceeding their separation. A continuous coverage over 72 GHz at about 4.7 THz was achieved. We demonstrate that the QCL is superior to conventional sources used in Fourier transform infrared spectroscopy in terms of the signal-to-noise ratio as well as the dynamic range by one to two orders of magnitude. Our results pave the way for versatile THz spectroscopic systems with unprecedented resolution and sensitivity across a wide frequency range

Internal electric fields control triplet formation in halide perovskite-sensitized photon upconverters

Halide perovskite-based photon upconverters utilize perovskite thin films to sensitize triplet exciton formation in a small-molecule layer, driving triplet-triplet annihilation upconversion. Despite having excellent carrier mobility, these systems suffer from inefficient triplet formation at the perovskite/annihilator interface. We studied triplet formation in formamidinium-methylammonium lead iodide/rubrene bilayers using photoluminescence and surface photovoltage methods. By studying systems constructed on glass as well as hole-selective substrates, comprising self-assembled layers of the carbazole derivative 2PACz ([2-(9H-carbazol-9-yl)ethyl]phosphonic acid) on indium-doped tin oxide, we saw how changes in the carrier dynamics induced by the hole-selective substrate perturbed triplet formation at the perovskite/rubrene interface. We propose that an internal electric field, caused by hole transfer at the perovskite/rubrene interface, strongly affects triplet exciton formation, accelerating exciton-forming electron-hole encounters at the interface but also limiting the hole density in rubrene at high excitation densities. Controlling this field is a promising path to improving triplet formation in perovskite/annihilator upconverters

Diversity and Paleodemography of the Addax (Addax nasomaculatus), a Saharan Antelope on the Verge of Extinction.

Since the 19th century, the addax (Addax nasomaculatus) has lost approximately 99% of its former range. Along with its close relatives, the blue antelope (Hippotragus leucophaeus) and the scimitar-horned oryx (Oryx dammah), the addax may be the third large African mammal species to go extinct in the wild in recent times. Despite this, the evolutionary history of this critically endangered species remains virtually unknown. To gain insight into the population history of the addax, we used hybridization capture to generate ten complete mitochondrial genomes from historical samples and assembled a nuclear genome. We found that both mitochondrial and nuclear diversity are low compared to other African bovids. Analysis of mitochondrial genomes revealed a most recent common ancestor ~32 kya (95% CI 11-58 kya) and weak phylogeographic structure, indicating that the addax likely existed as a highly mobile, panmictic population across its Sahelo-Saharan range in the past. PSMC analysis revealed a continuous decline in effective population size since ~2 Ma, with short intermediate increases at ~500 and ~44 kya. Our results suggest that the addax went through a major bottleneck in the Late Pleistocene, remaining at low population size prior to the human disturbances of the last few centuries

Diversity and Paleodemography of the Addax (<i>Addax nasomaculatus</i>), a Saharan Antelope on the Verge of Extinction.

Since the 19th century, the addax (Addax nasomaculatus) has lost approximately 99% of its former range. Along with its close relatives, the blue antelope (Hippotragus leucophaeus) and the scimitar-horned oryx (Oryx dammah), the addax may be the third large African mammal species to go extinct in the wild in recent times. Despite this, the evolutionary history of this critically endangered species remains virtually unknown. To gain insight into the population history of the addax, we used hybridization capture to generate ten complete mitochondrial genomes from historical samples and assembled a nuclear genome. We found that both mitochondrial and nuclear diversity are low compared to other African bovids. Analysis of mitochondrial genomes revealed a most recent common ancestor ~32 kya (95% CI 11-58 kya) and weak phylogeographic structure, indicating that the addax likely existed as a highly mobile, panmictic population across its Sahelo-Saharan range in the past. PSMC analysis revealed a continuous decline in effective population size since ~2 Ma, with short intermediate increases at ~500 and ~44 kya. Our results suggest that the addax went through a major bottleneck in the Late Pleistocene, remaining at low population size prior to the human disturbances of the last few centuries

The genomes of two key bumblebee species with primitive eusocial organization

Background: The shift from solitary to social behavior is one of the major evolutionary transitions. Primitively eusocial bumblebees are uniquely placed to illuminate the evolution of highly eusocial insect societies. Bumblebees are also invaluable natural and agricultural pollinators, and there is widespread concern over recent population declines in some species. High-quality genomic data will inform key aspects of bumblebee biology, including susceptibility to implicated population viability threats. Results: We report the high quality draft genome sequences of Bombus terrestris and Bombus impatiens, two ecologically dominant bumblebees and widely utilized study species. Comparing these new genomes to those of the highly eusocial honeybee Apis mellifera and other Hymenoptera, we identify deeply conserved similarities, as well as novelties key to the biology of these organisms. Some honeybee genome features thought to underpin advanced eusociality are also present in bumblebees, indicating an earlier evolution in the bee lineage. Xenobiotic detoxification and immune genes are similarly depauperate in bumblebees and honeybees, and multiple categories of genes linked to social organization, including development and behavior, show high conservation. Key differences identified include a bias in bumblebee chemoreception towards gustation from olfaction, and striking differences in microRNAs, potentially responsible for gene regulation underlying social and other traits. Conclusions: These two bumblebee genomes provide a foundation for post-genomic research on these key pollinators and insect societies. Overall, gene repertoires suggest that the route to advanced eusociality in bees was mediated by many small changes in many genes and processes, and not by notable expansion or depauperation