Aufbau eines Recoil-Massenseparators für die nukleare Astrophysik

Die Planung, der Aufbau und eine experimentelle Bestimmung der Spezifikationen eines Recoil-Separators erfolgten, um einen Detektor zur Verfügung zu haben, mit dessen Hilfe neue Daten zur $^{12}C$$(\alpha,\gamma$)$^{16}O$-Reaktion gewonnen werden können. Der direkte Nachweis der Reaktion über die Detektion der $^{16}O$-Recoil-Kerne stellt hohe Anforderungen an die Akzeptanz und das Herausfiltern des Primärstrahls. Der Separator ist mit ionenoptischen Rechnungen entworfen und nach erfolgtem Aufbau experimentell getestet worden. Die ermittelte Separationsfähigkeit und die mit Hilfe eines Pilotstrahls bestimmte Akzeptanz erlauben $^{12}C$($\alpha,\gamma)$$^{16}O$-Messungen in einem deutlich erweiterten Energiebereich gegenüber bereits existierenden Daten. Durch eine erste Messung dieser Reaktion ist die Funktionstüchtigkeit des Separators und das Zusammenwirken aller Komponenten des Systems gezeigt worden. Darüber hinaus hat er sich in einer weiteren Anwendung als $^{14}C$-Detektor bei Radiocarbondatierungen bewährt

Role of anionic backbone in NHC-stabilized coinage metal complexes

Cu and Ag precursors that are volatile, reactive, and thermally stable are currently of high interest for their application in atomic-layer deposition (ALD) of thin metal films. In pursuit of new precursors for coinage metals, namely Cu and Ag, a series of new N-heterocyclic carbene (NHC)-based Cu' and Ag' complexes were synthesized. Modifications in the substitution pattern of diketonate-based anionic backbones led to five monomeric Cu complexes and four closely related Ag complexes with the general formula $[M(^{tBu}NHC)(R)]$ (M=Cu, Ag; $^{tBu}$NHC=1,3-di-$\it tert$-butyl-imidazolin-2-ylidene; R=diketonate). Thermal analysis indicated that most of the Cu complexes are thermally stable and volatile compared to the more fragile Ag analogs. One of the promising Cu precursors was evaluated for the ALD of nanoparticulate Cu metal deposits by using hydroquinone as the reducing agent at appreciably low deposition temperatures (145–160 °C). This study highlights the considerable impact of the employed ligand sphere on the structural and thermal properties of metal complexes that are relevant for vapor-phase processing of thin films

From precursor chemistry to gas sensors

The identification of bis-3-($\it N,N$-dimethylamino)propyl zinc ([Zn(DMP)$_2$], BDMPZ) as a safe and potential alternative to the highly pyrophoric diethyl zinc (DEZ) as atomic layer deposition (ALD) precursor for ZnO thin films is reported. Owing to the intramolecular stabilization, BDMPZ is a thermally stable, volatile, nonpyrophoric solid compound, however, it possesses a high reactivity due to the presence of Zn-C and Zn-N bonds in this complex. Employing this precursor, a new oxygen plasma enhanced (PE)ALD process in the deposition temperature range of 60 and 160 °C is developed. The resulting ZnO thin films are uniform, smooth, stoichiometric, and highly transparent. The deposition on polyethylene terephthalate (PET) at 60 °C results in dense and compact ZnO layers for a thickness as low as 7.5 nm with encouraging oxygen transmission rates (OTR) compared to the bare PET substrates. As a representative application of the ZnO layers, the gas sensing properties are investigated. A high response toward NO$_2$ is observed without cross-sensitivities against NH$_3$ and CO. Thus, the new PEALD process employing BDMPZ has the potential to be a safe substitute to the commonly used DEZ processes