n-Type Doping of Vapor–Liquid–Solid Grown GaAs Nanowires

In this letter, n-type doping of GaAs nanowires grown by metal–organic vapor phase epitaxy in the vapor–liquid–solid growth mode on (111)B GaAs substrates is reported. A low growth temperature of 400°C is adjusted in order to exclude shell growth. The impact of doping precursors on the morphology of GaAs nanowires was investigated. Tetraethyl tin as doping precursor enables heavily n-type doped GaAs nanowires in a relatively small process window while no doping effect could be found for ditertiarybutylsilane. Electrical measurements carried out on single nanowires reveal an axially non-uniform doping profile. Within a number of wires from the same run, the donor concentrations ND of GaAs nanowires are found to vary from 7 × 1017 cm-3 to 2 × 1018 cm-3. The n-type conductivity is proven by the transfer characteristics of fabricated nanowire metal–insulator-semiconductor field-effect transistor devices

Characterisierung von direkt auf Quarzreflektoren gesammelten Aerosolproben mit einem neu entwickelten TXRF Spektrometer

Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TXRF) ist eine hochempfindliche Methode zur Analyse von Spurenund Ultraspurenelementen. TXRF wird in einem weiten Anwendungsbereich verwendet und ist besonders gut geeignet für die Analyse von Umweltproben, wie zum Beispiel Luftfeinstaub. Im Rahmen dieser Dissertation wurde eine neue Methode zur quantitativen TXRF von Luftfeinstaub entwickelt und gründlich untersucht. Die Proben wurden mit einem dreistufigen Dekati PM10-Kaskadenimpaktor direkt auf beschichteten Quarzreflektoren für die TXRF gesammelt. Zur quantitativen Auswertung wurde für jede Stufe eine separate Kalibrierung durchgeführt, da die Proben aus einem Muster aus einzelnen Punkten bestehen. Die Methode wurde mit der klassischen energiedispersiven Röntgenfluoreszenzanalyse (EDXRF) verglichen und ergab ähnliche Resultate. Mit einer Sammelkampagne im Januar 2017 wurde die Anwendbarkeit der entwickelten Methode zur zeitaufgelösten Analyse von Luftfeinstaub gezeigt. Eine weitere Sammelkampagne mit anschließender TXRF-Analyse wurde im Oktober 2017 mit einem Sioutas Personal Cascade Impactor durchgeführt. Im zweiten Teil dieser Dissertation wurde ein bereits existierendes Vakuum-TXRF- Spektrometer (WOBISTRAX ) ausgestattet mit einer Niederleistungs-Röntgenröhre mit Rh-Anode umgestaltet. Das neue Design macht sich den Effekt zunutze, dass ein Multilayer-Monochromator sich auch wie ein Reflektor verhält, welcher den niederenergetischen Teil des Röhrenspektrums totalreflektiert. Für dieses Konzept wird der Name Doppelband-Anregung eingeführt. Ein neuentwickelter Eintrittsflansch verhindert die Luftabsorption des niederenergetischen Teiles des Röhrenspektrums, sodass die Rh-L-Linien (Rh-L bei 2,69keV) in die Kammer gelangen können. Die Rh-L-Linien werden verwendet, um Elemente mit niedriger Ordungszahl (unterhalb des Schwefels) anzuregen. Dies führt zu einer dramatischen Erhöhung der Linienintensitäten der betreffenden Elemente. Die Doppelband-Anregung erlaubt die Erweiterung des analysierbaren Elementbereichs zu niedrigeren Ordnungszahlen, sodass eine Analyse von C bis U möglich wird. Schließlich wurde Röntgen-Nahkanten-Absorptionsspektroskopie (XANES) der K- Kanten von Cu, Zn und Cr in Innenraum-Luftfeinstaubproben an den Synchrotroneinrichtungen BESSY II und ELETTRA erfolgreich durchgeführt.Total-reflection X-ray fluorescence analysis (TXRF) is a very sensitive method for the analysis of trace and ultra-trace elements. Currently, TXRF is used over a wide range of applications and is especially suited for the analysis of environmental samples, such as airborne particulate matter (APM). In the frame of this thesis, a new method for the quantitative TXRF analysis of APM, using a three-stage Dekati PM10 cascade impactor, was developed and thoroughly investigated. Samples were directly collected on greased quartz reflectors suited for TXRF. For quantitative analysis, a calibration was established for each stage, as the samples consist of patterns of individual sample spots. The method was compared against routine EDXRF analysis and showed similar results. An outdoor sampling campaign carried out in January 2017 showed the applicability of this method to time-resolved APM analysis. Furthermore, TXRF analysis of APM collected on 1" Si wafers with a Sioutas Personal Cascade Impactor was carried out during a sampling campaign in October 2017. The second major part of this thesis was the redesign of an already existing vacum TXRF spectrometer (WOBISTRAX ), equipped with a Rh anode low-power X-ray tube. The new design makes use of the fact that a multilayer monochromator also acts as a cut-off reflector, transmitting the low-energy part of the tube spectrum. For this concept, the term dual-band excitation is introduced. A newly designed entrance-flange avoids air-absorption of the low-energy part, so that the Rh-L lines (Rh-L at 2.69 keV) can enter the chamber. The Rh-L lines are used to excite low Z elements (S and below), leading to a drastic enhancement of the peak intensities of these elements. Dual-band excitation will allow an extension of the analyzable element range, so that elemental analysis from C to U will be possible. Finally, X-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES) of indoor APM was carried out successfully for the K-edges of Cu, Zn and Cr at the BESSY II and ELETTRA synchrotron facilities.14

Technical improvements of a Low Power TXRF spectrometer and its application in environmental analysis

Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersTotalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TXRF) ist ein sehr geeignetes und vielseitiges Verfahren zur chemischen Analyse von Spurenelementen im Bereich von ng/g (Konzentrationen) oder pg (absolut).Die Konstruktion eines kompakten, nicht laborgebundenen Spektrometers eröffnet den Weg zu einer Vielzahl neuer Anwendungen. Aus diesem Grund wurde im Atominstitut ein Spektrometer mit kompakten Abmessungen, das mit einer 50 W Niederleistungs-Röntgenröhre mit Mo-Anode, einer anschließenden Mo/Si-Multilayer-Monochromatoreinheit und einem peltiergekühlten, ohne flüssigen Stickstoff auskommenden, Silizium-Drift-Detektor (SDD) mit 100 mm² aktiver Fläche betrieben wird, konstruiert.In der vorliegenden Diplomarbeit wurden einige technische Verbesserungen an diesem Niederleistungs-Spektrometer durchgeführt. Zur Erleichterung der Justierung und zur Stabilisierung des Strahlengangs wurden zwei Goniometeranordnungen gebaut. Dadurch konnte ein kontinuierlicher Betrieb von mehreren Stunden täglich gewährleistet werden, ohne dass sich die Anlage von selbst dejustiert. Im Fall einer Dejustierung durch äußere Einflüsse konnte der Reflex mit dem neuen Goniometer leicht wieder gefunden werden.Die Einsetzbarkeit des Spektrometers in der quantitativen Analyse von Innenraum-Aerosolen wurde getestet. Da die Ausdehnung der jeweiligen Proben aufgrund der Konstruktion des Dekati*-Sammlers die detektierbare Fläche überstieg, erfolgte die quantitative Analyse über die Abschätzung von Geometriefaktoren. Die Messung der Aerosolproben mit dem kommerziellen Spektrometer Atomika 8030C lieferte vergleichbare Ergebnisse. Da sich die Aerosolkonzentration in der uns umgebenden Luft ständig ändert, lässt sich über die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messungen keine klare Aussage treffen.Für die Abschätzung der Geometriefaktoren wurde die Nanoliter-Applikationseinheit des Röntgenlabors soweit modifiziert, dass bestimmte Punkte auch auf Quarzreflektoren mit zufriedenstellender Genauigkeit angefahren werden können. Damit konnten die Punktmuster der Aerosolproben mit Standards bekannter Konzentration und jeweils 500 nl Tropfenvolumen nachpipettiert und simuliert werden.Total Reflection X-ray Fluorescence Analysis (TXRF) is a very suitable and versatile method for chemical analysis of trace elements with detection limits for concentrations in the ng/g range and in the pg range for absolute sample masses. The construction of a compact spec-trometer, which is not bound on the stationary use in a laboratory, opens the door to a multi-tude of new applications. Thus a compact spectrometer, operating with a 50 W low power x-ray tube with Mo anode, a Mo/Si multilayer monochromator unit and a Peltier cooled silicon drift detector (SDD) with 100 mm² active area, which therefore does not rely on liquid nitro-gen, was constructed at the Atominstitut x-ray laboratory.In this diploma thesis several technical improvements have been realized on this low power TXRF spectrometer. Two goniometers have been constructed in order to ease the adjustment and stabilization of the x-ray beam. Thus a continuous operation for several hours a day with-out losing the reflex could be achieved. In case of misadjustment due to external influences the reflex could easily be found again by use of the new goniometers.The applicability of the spectrometer in quantitative analysis of indoor aerosols has been tested. As the samples had a larger area than could be detected due to the construction of the Dekati* sampler, quantitative analysis was performed by the estimation of geometry factors. The measurement of these aerosol samples with the commercially available spectrometer Atomika 8030C lead to comparable results. As the aerosol concentration in air is never con-stant, no clear statements about reproducibility and accuracy of the measurements can be made.For the estimation of the geometry factors the nanoliter application unit of the x-ray laboratory was modified in order to reach defined points on the surface of quartz reflectors with satis-fying accuracy.Thus the point patterns of the aerosol samples could be reproduced and simu-lated by pipetting of standard solutions with known concentrations and a droplet volume of 500 nl for each point.10

<it>n</it>-Type Doping of Vapor&#8211;Liquid&#8211;Solid Grown GaAs Nanowires

<p>Abstract</p> <p>In this letter, <it>n</it>-type doping of GaAs nanowires grown by metal&#8211;organic vapor phase epitaxy in the vapor&#8211;liquid&#8211;solid growth mode on (111)B GaAs substrates is reported. A low growth temperature of 400&#176;C is adjusted in order to exclude shell growth. The impact of doping precursors on the morphology of GaAs nanowires was investigated. Tetraethyl tin as doping precursor enables heavily <it>n</it>-type doped GaAs nanowires in a relatively small process window while no doping effect could be found for ditertiarybutylsilane. Electrical measurements carried out on single nanowires reveal an axially non-uniform doping profile. Within a number of wires from the same run, the donor concentrations <it>N</it>_D of GaAs nanowires are found to vary from 7 &#215; 10¹⁷ cm^-3 to 2 &#215; 10¹⁸ cm^-3. The <it>n</it>-type conductivity is proven by the transfer characteristics of fabricated nanowire metal&#8211;insulator-semiconductor field-effect transistor devices.</p

Under-sampled spiral 31P-MRSI for dynamic exercise applications at 3T

International audienc

Atomic layer deposition to prevent metal transfer from implants: An X-ray fluorescence study

We show that Atomic Layer Deposition is a suitable coating technique to prevent metal diffusion from medical implants. The metal distribution in animal bone tissue with inserted bare and coated Co–Cr alloys was evaluated by means of micro X-ray fluorescence mapping. In the uncoated implant, the migration of Co and Cr particles from the bare alloy in the biological tissues is observed just after one month and the number of particles significantly increases after two months. In contrast, no metal diffusion was detected in the implant coated with TiO2. Instead, a gradient distribution of the metals was found, from the alloy surface going into the tissue. No significant change was detected after two months of aging. As expected, the thicker is the TiO2 layer, the lower is the metal migration