DE202012008505U1 - Magnetic radiation absorber - Google Patents

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61N1/16Screening or neutralising undesirable influences from or using, atmospheric or terrestrial radiation or fields

Abstract

Strahlungs Absorber, dadurch gekennzeichnet; dass eines Textil Vlieses welche auf einen ferromagnetische kalorische Metallisierungs-Prozess berührt.Radiation absorber, characterized in that; that a textile fleece which touches on a ferromagnetic caloric metallization process.

Description

Einschließlich Kohlenstofffasern, Nanotubes und Graphen Nanoplättchen aus Metal isolierte Gasplasma Absorber.Including carbon fibers, nanotubes and graphene nanoplates of metal insulated gas plasma absorber.

Beschreibungdescription

Einführung von EMV-Abschirmung durch Textilien mit Metallschichten als Screening-Absorber Transponder für sub-molekularen EMC für mehrere Geräte.Introduction of EMC shielding through textiles with metal layers as a screening absorber Transponder for sub-molecular EMC for multiple devices.

1. Grundgedanke und Stand der Technik1. Basic idea and state of the art

Im unserem äußeren Umgebung sind wir täglich abgedeckt von abgegeben kosmischen Strahlung, Sonnenlicht, Licht und optische Strahlung. Diese Strahlungen sind freie Energie, hoch energetisch, und bekanntermaßen nützlich als Energie-Transponder durch Photovoltaik Technologies. Die wichtigste Behandlung ist es, die von Elektro-Magnetische Abdeckung (EMV) gefangenen magnetischen Wellenfelder als Quelle für Mikro-Elektronen-Spannungen zu verwenden, um sie zu bündeln und ein riesen Elektron Strom in Gleichstrom für die Nutzungen für elektrische Geräte zu ermöglichen, als Eigenständiges Gerät.In our external environment we are daily covered by cosmic rays, sunlight, light and optical radiation. These radiations are free energy, high energy, and known to be useful as energy transponders by Photovoltaic Technologies. The main treatment is to use the magnetic wave fields trapped by electro-magnetic (EMV) shielding as a source of micro-electron voltages to bundle them and to allow a huge electron current in DC for the uses of electrical equipment Stand-alone device.

Grundgedanke: Ferromagnetischen Kalorische Metalle sind Metalle, wie Seltene Erdmetalle, MU-Metalle und/oder normale Metalle. Ihrer entrotopie, der Temperatur und Ladung ändert sich unter Einfluss eines magnetischen Impulses. Diese Phasen Wechsel Reaktionen ändert den physischen Zustand der Elektronen-Ladung bzw. Mikro-Elektronen-Spannungslast und Temperatur, wirkt sich in Wärme oder Kalte aus und können normalerweise in der äußeren Natur als Farraday Käfige identifiziert werden, und diese Effekte sind sehr klein. Existieren jedoch, bezogen auf dem Designs der Ferromagnetischen Legierung aus FeMn und/oder CuZn und andere Legierungen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur EM-Absorber für elektromagnetische Strahlung.Basic idea: Ferromagnetic caloric metals are metals, such as rare earth metals, MU metals and / or normal metals. Their entropy, the temperature and charge change under the influence of a magnetic pulse. These phase change reactions change the physical state of the electron charge or micro-electron voltage load and temperature, affect in heat or cold and can normally be identified in the external nature as Farraday cages, and these effects are very small. However, based on the design of the ferromagnetic alloy of FeMn and / or CuZn and other alloys exist. The invention relates to a device for EM absorbers for electromagnetic radiation.

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsabsorber-Vorrichtung und umfasst ein Trägerelement aus Kunststoff oder Polymer-Konstrukt und wird von mindestens eine Legierung Formation unterstützt. Der EM-Absorber Leiter, ein flexibles als Trägerelement Halteelement und besteht aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial und das wenigstens ein Legierungselement aus einer Vielzahl von flexiblen Kohlenstofffasern Abdeckungen besteht. Eine Vielzahl von Bündel von Kohlenstoff-Polymerfasern gebildete EM Leiter voneinander an dem Halteelement angeordnet ist und entweder einzeln oder in mehreren Gruppen von mindestens zwei EM Absorberelemente mit möglichen Anordnung der elektrischen Verbindungselemente, die Mikro-Elektronen Spannungen durch Umwandlung zu erhalten.The invention relates to a radiation absorber device and comprises a carrier element made of plastic or polymer construct and is supported by at least one alloy formation. The EM absorber conductor, a flexible carrier element as a support element and consists of electrically insulating plastic material and the at least one alloying element consists of a plurality of flexible carbon fiber covers. A plurality of bundles of carbon polymer fibers formed EM conductors are disposed one upon the other from the support member and either individually or in multiple groups of at least two EM absorber elements with possible placement of the electrical connectors to obtain the micro-electron voltages by conversion.

Solcher Metallkonstruktionen und Formationen welche die Fähigkeit hat, EM-Strahlung zu absorbieren sind sehr hoch und sehr Interessant, weil sie unter kleinsten Frequenz Raten und/oder niedrigsten magnetischen Impulsen arbeiten. Die Hauptthese ist, dass die magnetischen kalorischen entrotopies (MCE-Metalle), und auch Shape Memory Alloys (SMA Metalle), ferromagnetischen Formgedächtnis-Legierung (FSMA) Eigenschaften haben. Die SMA halten eine Gruppe von nützlichen Widersprüchen. Dies Bedeutet dass das Wissen von SMA Metallen, notwendig ist, um stabile kalorischen und baloric MCE Metallen zu definieren.Such metal structures and formations which have the ability to absorb EM radiation are very high and very interesting because they operate at the lowest frequency rates and / or lowest magnetic impulses. The main thesis is that the magnetic caloric entrotopies (MCE metals), and also shape memory alloys (SMA metals), ferromagnetic shape memory alloy (FSMA) have properties. The SMA hold a group of useful contradictions. This means that the knowledge of SMA metals is necessary to define stable caloric and baloric MCE metals.

Diese magnetischen kalorischen entrotopies verfügen über größe Chancen für Elektro-Ausbeute-Geräte, durch den quantenphysikalische entrotopies. Die Matrizen der Metall-Legierungen (SMA) werden in Nano Polyamid/Polyester-Fasern und Polyaramide geschlossen, um jegliche Oxidationen und/oder Rost-Formationen zu vermeiden, damit die galvanische molekularen einen Anti-Rost-Aging haben, und vermeiden so die Rostbildung in NaCl Wasser, oder osmotischen Blasenbildungen in süßem Wasser. (Dies ist aber nicht Teil dieser Erfindung) Diese technologische basierend auf eine neue Art der Deckung und Beschichtung von schrittweise Metall- oder Gas Zellen in einem maximal flexiblen und leichten gewebten Vlies wo Pico Metalle in den Nano-Paletes oder Nano-Fasern geschlossen werden. Dadurch ist die Stabilität gewährleistet und hat die Fähigkeit, elektromagnetische Strahlung zu absorbieren.These magnetic caloric entrotopies have great opportunities for electro-yield devices, through the quantum physical entrotopies. The metal alloy (SMA) dies are closed in nano polyamide / polyester fibers and polyaramides to prevent any oxidation and / or rust formation, so that the electroplated molecular has anti-rust aging, thus avoiding rusting in NaCl water, or osmotic blistering in sweet water. (This is not part of this invention) This technological based on a new way of covering and coating of gradual metal or gas cells in a highly flexible and lightweight woven fabric where pico metals are closed in the nano-paletes or nano-fibers. This ensures stability and has the ability to absorb electromagnetic radiation.

Basis dieser Erfindung, welche bereits entwickelt wurde, eine neue Art der Deckung und Beschichtung von Metall- oder Gas eingeschlossene Zellen in einer maximal flexiblen und leichten Material, mit der Fähigkeit, elektromagnetische Strahlung zu absorbieren, wie beim Mobilfunknetz, Radar oder Sonar-Beamen sowie Infrarotlicht Strahlenschutz. Die wichtigste Technologie ist es, die Programmierung der PICO Metals in Nano- und Paletes oder Nano-Fasern, in den gewebten Textilien. Diese technologische basiert auf „Nano-Polymerfasern mit Metall-Gas-Fähigkeiten”. Diese Technologie ermöglicht neue Kühl- sowie Heizungssystem, welche billiger, einfacher und sparsamer, herstellen zu können.Based on this invention, which has already been developed, a new way of covering and coating metal or gas trapped cells in a highly flexible and lightweight material, with the ability to absorb electromagnetic radiation, such as the mobile network, radar or sonar beaming as well Infrared light radiation protection. The most important technology is the programming of PICO Metals in nano- and paletes or nano-fibers, in woven textiles. This technological is based on "nano-polymer fibers with metal-gas capabilities". This technology enables new cooling and heating systems that are cheaper, simpler and more economical to produce.

Bekannt ist eine Erfindung welche sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffs welche aus 100% Metallfasern besteht, bezieht. Das Gewebes mit verformte Metall Fasern welche durch Erzeugung einer sichere Rückstellkraft mit Nadelhaken eingefügt in dem Bereich der Verbindung, so dass eine gleichmäßige Bildung von Maschen und eine ausreichende Festigkeit des Metallfaservlieses gewährleistet ist. Die Wiederherstellungskraft, wird realisiert mittels speziell geformter Elemente mit gezielter Beweglichkeit. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metalls Faservlies durch die Bildung von Maschen aus Metallfasern konsolidiert aus einem nicht versponnenen Vliesstoff oder Metallfäden.An invention is known, which relates to a method and an apparatus for producing a nonwoven fabric which consists of 100% metal fibers. The fabric with deformed metal fibers which by creating a secure restoring force with needle hook inserted in the region of the compound, so that a uniform formation of mesh and sufficient strength of the Metallfaservlieses is guaranteed. The recovery power is realized by means of specially shaped elements with specific mobility. The invention relates to a method and an apparatus for producing a metal nonwoven fabric through the formation of meshes of metal fibers consolidated from a non-spun nonwoven fabric or metal filaments.

Bekannt ist die Verfestigung des Textils & ldquor; ” Stricktechnik des Vlieses mittels Faserbahnen”. DE 42 39 469 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Vliesgewerke von quer ausgerichteten Faservlieses durch Ausüben von Druck auf das Vlies über dem Stichbildung um in dem Vlies einer indirekten Spannung zu erzeugen, mit dem die Fasern notwendig gleiten.The solidification of the textile is known. "Knitting technique of the fleece by means of fiber webs". DE 42 39 469 describes, for example, a method of increasing the uniformity of nonwoven webs of transversely oriented webs by applying pressure to the web over the stitching to create an indirect tension in the web that the fibers will necessarily slide.

Textil & ldquor; ist in dem Sinne, Fasern aus natürlichen und synthetischen Polymeren zu verstehen. In diesen Verfahren sind die Fasern, ohne vorherige Fadenbildung geformt, so dass sie ineinander greifen und damit in einer Folie verfestigt werden können. Die Verarbeitung von Metallfäden in der Herstellung der Vliesstoff aufgrund der Steifigkeit der Metallfasern oder Metallfäden ist mit erheblichen Schwierigkeiten bei der Maschenbildung zu überwinden. Dieser Metallfasern sind beispielsweise in der Mantel- und -Kaltziehen Verfahren ( US 3.379.000 ), eine Metall-Schneid Verfahren (Ablösen des gerollten Rand eines Metallfilms Walze nach US 4.930.199 ) oder direkt aus der Schmelze, beispielsweise durch Extrusion, wie in US-Patent 5.524.704 beschrieben.Textile " is in the sense of understanding fibers of natural and synthetic polymers. In these processes, the fibers are shaped without prior threading so that they interlock and thus can be consolidated in a film. The processing of metal filaments in the production of the nonwoven fabric due to the stiffness of the metal fibers or metal filaments is overcome with considerable difficulty in the formation of stitches. These metal fibers are, for example, in the shell and cold drawing process ( US 3,379,000 ), a metal-cutting process (peeling off the rolled edge of a metal film roll after US 4,930,199 ) or directly from the melt, for example by extrusion, as in U.S. Patent 5,524,704 described.

Die Bildung von 100% gewebte Metallfasern nach der aktuelle mechanischen Vlies Herstellung der „Krempel Mühle Vliesbildung Prozesses” und der „Nasslegeverfahren” erfordert spezielles Fachwissen. Nachteile bei der Herstellung von Bändern, Kammgarn und Streichgarnen von Metall-Faser insbesondere der Tatsache, dass es erforderlich ist die Filament-Bildung Prozess unbedingt die Textil Träger Fasern aufrechtzuerhalten. Hier können die Fäden mit homogenen Mischungen über die Garnquerschnitt realisiert werden, sowie auch die Produktion von Multifilament Umwinde-Garnen mit Metallfasern im Kern und Textil & ldquor, in dem Mantel praktiziert werden.The formation of 100% woven metal fibers according to the current mechanical nonwoven manufacture of the "carding mill web forming process" and the "wet laying process" requires special expertise. Disadvantages in the production of ribbons, worsted and carded yarns of metal fiber in particular the fact that it is necessary to maintain the filament formation process necessarily the textile carrier fibers. Here, the threads can be realized with homogeneous blends over the yarn cross-section, as well as the production of multifilament wrap yarns with metal fibers in the core and textile "are practiced in the coat.

Ebenfalls bekannt ist die Herstellung von Stoffen aus solchen Filamenten zubilden, wie in Patent DE 699 01 941 T2 beschrieben, wo Garnen mit verschiedenen Metall Faser gestrickt wird. Auch hier wird sich neben dem komplizierten Prozess der Saiten die Aufrechterhaltung der Fasermaterialien in den erforderlichen textilen, Strickvorgang, & ldquor verwendet. Die Verfestigung der aerodynamisch geformten Bahnen, nach dem Nadel Verfahren ist ebenfalls bekannt. In DE 698 03 085 T2 , wo beschrieben, mit ein Brennmembrane mindestens ein Metall Faserschicht genadelt, wird. Die Herstellung von Vliesstoff mit Metallfaservlies durch Stricktechnik wurde lediglich unter Verwendung eines hohen Anteils von textilen & ldquor Fasern bekannt. Dieser Fall ist eine geringe Menge, z. B. 2–4% Metallfasern in den Textilien. Die mechanischen Gemische bilden eine homogene Oberfläche. Solche Technologie ist überschaubar und ohne weitere große Probleme. Die Verarbeitung von Metallfasern in einer Mischung von bis zu 50 Polyesterfasern (PES Bekinox® 12/50) ist nach diesem Maschenschlaufenbildung Bondverfahren bekannt. Wie höher den Prozentsatz von Metallfasern, treten die größeren Schwierigkeiten bei der Verarbeitung auf.Also known is the production of fabrics from such filaments form as in patent DE 699 01 941 T2 described where yarn is knitted with different metal fiber. Here too, in addition to the complicated process of the strings, the maintenance of the fiber materials in the required textile knitting process is used. The solidification of the aerodynamically shaped webs, after the needle process is also known. In DE 698 03 085 T2 where described, with a fuel membrane at least one metal fiber layer is needled. The production of nonwoven fabric with metal fiber fleece by knitting technique has been known only by using a high proportion of textile "fibers. This case is a small amount, e.g. B. 2-4% metal fibers in the textiles. The mechanical mixtures form a homogeneous surface. Such technology is manageable and without further major problems. The processing of metal fibers in a mixture of up to 50 polyester fibers (PES Bekinox ® 12/50) is known for this loop forming bonding method. As higher the percentage of metal fibers, the greater difficulty in processing occurs.

Zunehmend wird es erforderlich, auch auf nicht gewebte Stoffe aus 100% Metall Fasern für spezielle Anwendungen zurück zugreifen. Die Vliesstoff, hergestellt aus 100% Metallfasern nach dem bekannten Stoff Wirktechnik wurde eine ungleichmäßige und unvollständige Schlaufenbildung, durch den Nadel druck verdrängt und nicht in der permanenten Verformung und das Fehlen von Rückstellkräften vorgesehen. In dieser Situation verharren die Metallfasern aus den Nadeln gegenüber und schwanken um den von den niedrigen montierten Nadelhaken aufgenommen werden zu können. Dementsprechend sind die resultierenden ungünstigen Eigenschaften wie Homogenität, Festigkeit, Dehnung usw.Increasingly, it also becomes necessary to access non-woven fabrics made of 100% metal fibers for special applications. The nonwoven fabric, made from 100% metal fibers according to the well-known fabric weft technique, was subjected to an uneven and incomplete loop formation, displaced by the needle pressure and not provided in the permanent deformation and the absence of restoring forces. In this situation, the metal fibers remain out of the needles and sway to be picked up by the low mounted needle hooks. Accordingly, the resulting unfavorable properties such as homogeneity, strength, elongation, etc.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Herstellung eines Metallfaservlies aus Stoff, welche mit hoher Gleichmäßigkeit und der ausreichende Festigkeit ohne den Einsatz zusätzlicher Textilfaser-Träger und ohne arbeitsintensive und zeitaufwendige Faserbildung. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.The object of the invention is therefore the production of a metal fiber fleece from fabric, which with high uniformity and sufficient strength without the use of additional textile fiber carrier and without labor-intensive and time-consuming fiber formation. This object is solved by the features of this claim.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, durch die Verwendung des Metall-Fasermaterial, welche in erster Linie als Filtertechnik für das EMV- und EMF-Feld funktioniert und für die Ableitung der statischer Elektrizität Bildung verwendet ist wird.Another important advantage is the use of the metal fiber material, which works primarily as a filtering technique for the EMC and EMF field and is used for the dissipation of static electricity formation.

Der Nanocomposite, mit verschiedenen Arten von Mikroorganismen/Nanofüllstoffe geladen, werden entwickelt zur Verwendung in Elektromagnetisches absorbierenden Materialien mit einer minimalen Dicken. Es wird gezeigt, dass die Anpassung der gewünschten EM-Eigenschaften durch die richtige Auswahl und Kombination von sowohl dem Füllstoff wie der Matrix erreicht werden kann. Insbesondere die verteilten Graphen-Nanoplättchen in einer Bisphenol-A basierte Epoxy-Matrix-Funktion welche einen Verlustfaktor kleiner als ein paar Prozent hat und maßgeschneiderte Dielektrizitätskonstante. Die entwickelten Doppelschicht Absorber, vollständig gemacht mit Nanokompositen, haben einen dicke von 2 mm für die X-Band und 1,5 mm und das Ku-Band. Index AGB-Kohlenstoff-Nanoröhren, Kohlenstoff-Nanofasern, Graphen, Nanokomposite, EM-Absorber.The nanocomposites, loaded with various types of microorganisms / nanofillers, are being developed for use in electromagnetic absorbing materials with a minimum thickness. It is shown that the adaptation of the desired EM properties can be achieved by the proper selection and combination of both the filler and the matrix. In particular, the distributed graphene nanoplates in a bisphenol-A based epoxy matrix function which has a loss factor less than a few percent and tailored dielectric constant. The developed double-layer absorbers, made complete with nanocomposites, have a thickness of 2 mm for the X-band and 1.5 mm and the Ku-band. Index AGB carbon nanotubes, carbon nanofibers, graphene, nanocomposites, EM absorbers.

In den letzten Jahren haben Radar absorbierenden Materialien (RAM) eine fundamentale Rolle in der zivilen und militärischen Anwendungen gewonnen, bei denen „Requiring Absorbing Material” (RAS) benützt wird um das auf den Oberflächen gewonnen elektromagnetische Strahlung (EM) zu kontrollieren und auswerten zukönnen. Solche Materialien sind geeignet durch eine hohe Abschirmung vor elektromagnetischen Feldern bei Radiofrequenzen (RF, HF, SVF, VHF, etc.), aber auch zur gleichen Zeit durch niedrigen Reflexionskoeffizienten über einen definierten Frequeuzbereich. Großes Interesse besteht in der Nutzung dieser neuer Technologien und neue Materialien für die Realisierung innovativer Radar absorbierende Materialien. Die sind leichter, dünner und haben multifunktionale Eigenschaften. Insbesondere sind verstärkte polymere Verbundstoffe verbreitet bei Design und in der Realisierung von RAMs verwendet, um gleichzeitig gesteuerte mechanische Eigenschaften und maßgeschneiderte Breitband-EM absorbierenden Performances zu erreichen.In recent years, radar-absorbing materials (RAM) have gained a fundamental role in civilian and military applications where "requiring absorbing material" (RAS) is used to control and evaluate surface electromagnetic radiation (EM) , Such materials are capable of high electromagnetic field shielding at radio frequencies (RF, RF, SVF, VHF, etc.) but also at the same time having low reflection coefficients over a defined frequency range. There is great interest in the use of these new technologies and new materials for the realization of innovative radar absorbing materials. They are lighter, thinner and have multifunctional properties. In particular, reinforced polymeric composites are widely used in the design and realization of RAMs to achieve simultaneously controlled mechanical properties and tailored broadband EM absorbing performances.

Kurze kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen (CFRC) und Kurze- oder Polyurea-Fasern verstärkten Kunststoffen (SPRC) eignen sich besonders zur Herstellung von dünnen multifunktionale RAM, obwohl ihre größte Nachteil ist die des Seins mikroskopisch inhomogenen Materialien. Wir wählen diese Idee als Basis zu verwenden und zu einem neuen Technologie-Standard zu entwickeln.Short Carbon Fiber Reinforced Composites (CFRC) and Short or Polyurea Fiber Reinforced Plastics (SPRC) are particularly suitable for producing thin multifunctional RAM, although their biggest drawback is that of being microscopically inhomogeneous materials. We choose to use this idea as a basis and to develop it into a new technology standard.

Verbundstoffen von Polymeren und Kohlenstoff basierte Nanofüllstoffe haben beachtliche Aufmerksamkeit in der Forschung und Industrie aufgrund ihrer hohen mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften, bei relativ niedrigen Konzentrationen, gewonnen. Im Vergleich zu herkömmlichen technischen Materialien, haben Kohlenstoff-Nanostrukturen gefüllte Verbundstoffe mehrere Vorteile, die aufgrund ihrer Fähigkeit zur Anpassung der dielektrischen Eigenschaften und Erleichterung der Struktur, ohne dass dabei die mechanischen Eigenschaften beeintrachtet werden. Die hervorragenden elektrischen Eigenschaften von CNTs auf den hohen Aspektverhältnisse, wird im Allgemeinen im Bereich von 10–1000 zugeschrieben. Ein solches hohes Aspektverhältnisse ermöglicht den auftritt elektrische Perkolation der CNTs innerhalb von Polymeren bei sehr niedrigem Anteile.Polymer composites and carbon based nanofillers have attracted considerable attention in research and industry due to their high mechanical, electrical and thermal properties, at relatively low concentrations. Compared to traditional engineering materials, carbon nanostructures of filled composites have several advantages, which are compromised by their ability to adjust dielectric properties and facilitate structure without compromising mechanical properties. The excellent electrical properties of CNTs on the high aspect ratios are generally attributed to the range of 10-1000. Such high aspect ratios enable the occurrence of electrical percolation of CNTs within polymers at very low levels.

In verschiedenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass der kombinierte Einsatz von mehrlagigen Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNTs) und Ni-beschichteten Kohlenstoff-Mikrofasern (Ni-CFS) die Gewinnung von hoch absorbierenden zweischichtige Panels mit dem Nanokomposit, in den X- und Ku-Band, mit Band-Breite von (–10 dB bis 5 GHz), mit einem Minimum an Reflexionskoeffizient unteren als –40 dB. gestattet. Die entwickelten Platten wurden durch einen Abstandshalter welche aus ROHACELL oder Glas-Faser verstärkten Verbundstoff besteht, und durch eine verlustbehaftete Matrix auf der Folie. Durch diese Technik ist nur 5 GHz EM-Schirmung möglich. Erfindungsgemäß werden 40 GHz, THz-Strukturen und höher Fokussiert wie einschließlich der Tatsache der unbekannten Auswirkungen der zwischen THz-Leck und Mikro-Wellen sowie Infra-Rot Bereich zu gestalten.Various studies have shown that the combined use of multilayer carbon nanotubes (MWCNTs) and Ni-coated carbon microfibers (Ni-CFS) can yield highly absorbent bilayer nanocomposite panels in the X and Ku bands , with band width of (-10 dB to 5 GHz), with a minimum reflection coefficient lower than -40 dB. allowed. The developed panels were formed by a spacer made of ROHACELL or glass fiber reinforced composite and by a lossy matrix on the film. This technology only allows 5 GHz EM shielding. According to the invention, 40 GHz, THz structures and higher focussed as well as including the fact of the unknown effects of THz leak and micro waves as well as infra-red area shape.

Der Anwendungsbereich der neuen gefüllte Doppelschicht absorbierender Folie, welche vollständig gefüllt sind mit verschiedenen Arten von Nano-Verbundstoffen bestehend aus Kohlenstoff Mikro- und Nanostrukturen (vor allem Metalle), wie MWCNTs, Ni-CFS, sowie den neuen Multilayer-Graphenplättchen (GNPs) in dem Nano-Abschirmvlies synthetisiert, indem Pico Metal Fusionierte Zellen die elektromagnetischen Feldern als absorbieren und dieses in Strom umzuwandeln. Erfindungsgemäß ist, die richtige Wahl der Füllstoff und der polymeren Matrix der Nano-Werkstoffen mit den gewünschten Eigenschaften realisiert. Der GHZ und sogar TeraHerz Schutz ist für 99,9999997% abgesichert und die Strahlungs-Absorption des EM ist voll gelöst.The scope of the new double-layer filled absorbent film which is completely filled with various types of nano-composites consisting of carbon micro- and nanostructures (especially metals), such as MWCNTs, Ni-CFS, and the new multilayer graphene plates (GNPs) in The nano-shielding nonwoven synthesized by Pico Metal fused cells to absorb the electromagnetic fields as and convert this into electricity. According to the invention, the correct choice of the filler and the polymeric matrix of the nano-materials is realized with the desired properties. The GHZ and even TeraHerz protection is secured for 99.9999997% and the radiation absorption of the EM is fully solved.

Den Aufbau der Matrix besteht aus mehreren dünnen Nano Faser wo die Pico Metall-Gas-Zellen eingeschlossen sind. Dieses realisiert eine perfekt elektrische Leiter (PEC). Die zweite Schicht ist der Abstandshalter welche aus einem verlustfreien dielektrischen Material hergestellt ist. Die dritte Schicht ist die verlustbehaftete Folie und hat die Funktion, die EM Energie welche mit dem einfallenden Feld verbunden ist, aufzunehmen. Alle sind in einer Polyamidfaser eingeschlossen, und voll isoliert durch den Transponder. Die PET-Faser, wird in vollem Umfang an der Oberfläche isoliert in einen Nano-Elektrischen Draht. Siehe Bild 6.The structure of the matrix consists of several thin nano fibers where the pico metal gas cells are enclosed. This realizes a perfect electrical conductor (PEC). The second layer is the spacer made of a lossless dielectric material. The third layer is the lossy foil and has the function of absorbing the EM energy associated with the incident field. All are enclosed in a polyamide fiber, and fully insulated by the transponder. The PET fiber is fully insulated at the surface into a nano-electric wire. See picture 6.

Der Erfindung besteht aus einen kombinierte Einsatz von mehrlagigen Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNTs) und Ni-beschichteten Kohlenstoff-Mikrofasern (Ni-CFS) von hoch absorbierenden zweischichtige Panels in dem X- und Ku-Band, mit Band-Breite von (–30 dB) bis 20 GHz, mit einem Minimum an Reflexionskoeffizient von < –60 dB mit dem Nano Werkstoff.The invention consists of a combined use of multi-layered carbon nanotubes (MWCNTs) and Ni-coated carbon microfibers (Ni-CFS) of highly absorbent two-layer panels in the X and Ku band, with band widths of (-30 dB ) to 20 GHz, with a minimum reflection coefficient of <-60 dB with the nano material.

Einen bereits, mit dem Nano-Werkstoff hergestellten 11-GHz-Vlies welche modifiziert würde und ausgewertet ist mit 40-GHz, hat die Reflexionskoeffizienten < –60 dB. und die Dämpfung höher als 80 dB. Heutige Technologien bieten eine Reihe mehr zu 40 dB. Die verlustbehaftete Folie wird durch die Epoxy-Basis Nanoverbundwerkstoff mit einem ungesättigten Polyesterharz mit Ni-beschichteten Kohlenstoff-Fasern (NiCFs) und MWCNTs gefüllt, wie zuvor beschrieben durchgeführt. Der Abstandshalter ist mit einem niedrigen Verlust-Tangen-Nano Verbundstoff, gefüllt mit einem basierendem Bisphenol-A Epoxidharz mit BSP. und damit die Metall-Gase nicht miteinander reagieren. Die Wahl des Harzes als Basis ist Notwendig für die Nanoverbundwerkstoff um den Verlust des Tangen des Materials zu minimieren.An already made, with the nano-material 11-GHz nonwoven which would be modified and evaluated at 40-GHz, the reflection coefficient <-60 dB. and the attenuation is higher than 80 dB. Today's technologies offer a range of more than 40 dB. The lossy film is filled by the epoxy-based nanocomposite with an unsaturated polyester resin with Ni-coated carbon fibers (NiCFs) and MWCNTs, as before described carried out. The spacer is made with a low loss tangent nanocomposite filled with a bisphenol A based epoxy resin with BSP. and so that the metal gases do not react with each other. The choice of the resin as a base is necessary for the nanocomposite to minimize the loss of the tangent of the material.

A. Werkstoffen, Füllstoff und MethodenA. Materials, filler and methods

Der Füllstoff, bestehend aus Ni beschichteten Kohlefasern, vom Sulzer Metco (E-Fill 2901) werden feingemahlt bzw. klein gehackt. Nach Angaben des Herstellers haben sie eine tatsächliche Dichte von 3,8 g/cm3 (67Ni/33C Gew.%). Mit einen Durchmesser im Bereich von 6 bis 9 μm, und einer durchschnittlichen Länge von 500 μm. Die Dicke der Ni-Schicht beträgt etwa 250 bis 280 nm. MWCNTs werden aus Nanoledge in einer 1%ige Aceton Lösung beschafft. Gemäß der Eintrag durch den Hersteller ist der mittlere Durchmesser der MWCNTs mit etwa 10 nm versehen ist und die Langen im Bereich von 0,1–10 μm, mit einer Dichte von 2 g/cm3 gefolgt mit einer synthetisiert mittlere Partikelgröße von 350 μm.The filler, consisting of Ni-coated carbon fibers, from the Sulzer Metco (E-Fill 2901) are finely ground or chopped. According to the manufacturer they have an actual density of 3.8 g / cm3 (67Ni / 33C% by weight). With a diameter in the range of 6 to 9 microns, and an average length of 500 microns. The thickness of the Ni layer is about 250 to 280 nm. MWCNTs are obtained from nanoledge in a 1% acetone solution. According to the manufacturer's entry, the mean diameter of the MWCNTs is about 10 nm and the lengths are in the range 0.1-10 μm, with a density of 2 g / cm3 followed by a synthesized mean particle size of 350 μm.

Der Einlagerungsverbindung des Ausgangsmaterial wird mit einer thermischen Schock angetriebenen Expansion in Luft bei 1110–1130°C für ~10 Sekunden ausgesetzt, wodurch sich das Volumen der expandierten Flocken um etwa 200-mal vergrößert. Nach der thermischen Behandlung, wird das aus Graphitexpandat Ultraschall behandelt unter Verwendung eines Ultraschall-Prozessor (Sonics & Materials Vibracell VC500), damit eine durchschnittliche Dicke im Bereich zwischen 10–20 nm erreicht wird. Die Metalle, Cu, Co, Zn und Al, etc., sind bei der Firma Rheinmetall Defence GmbH/KMW Deutschland erhältlich, und bereits gemahlen in Größe von 85 μm und werden in Vakuum-Behälter geliefert.The interstitial compound of the feedstock is subjected to thermal shock driven expansion in air at 1110-1130 ° C for ~ 10 seconds, thereby increasing the volume of expanded flakes by about 200 times. After the thermal treatment, the graphite expandate is ultrasonicated using an ultrasonic processor (Sonics & Materials Vibracell VC500) to achieve an average thickness in the range of 10-20 nm. The metals, Cu, Co, Zn and Al, etc., are available from the company Rheinmetall Defense GmbH / KMW Germany, and already ground in size of 85 microns and are supplied in vacuum containers.

B. Herstellung NanocompositeB. Production of Nanocomposites

Zwei verschiedene Duroplaste wurden verwendet:

  • 1) Ein kommerziell erhältliches ungesättigtes Polyesterharz Nano-Draht; (PET-Draht als PEC)
  • 2) ein Bisphenol-A Epoxidharz hergestellt auf der Basis von Gurit Ltd (SP 106), hergestellt, was die Basis Polyamid-Material, wobei die Metall-Gas-phuses (MWCNTs) mittels Ionen-Plasma-Sputtern isoliert werden.
Die Nano Verbundstoffen werden in einem Verarbeitungsverfahren, durch Lösung unter Verwendung von Aceton hergestellt für alle verschiedenen Arten von Füllstoffen. Danach wird das lose Nanokomposit mit ungesättigtem Polyesterharz in die MWCNTs bei 1% Gewicht und Ni-CFs gefüllt mit 4% Gewicht konkretisiert.Two different thermosets were used:
  • 1) A commercially available unsaturated polyester resin nano-wire; (PET wire as PEC)
  • 2) A bisphenol-A epoxy resin manufactured on the basis of Gurit Ltd (SP 106), produced what is the base polyamide material, wherein the metal gas phuses (MWCNTs) are isolated by means of ion plasma sputtering.
The nanocomposites are produced in a processing process by solution using acetone for all different types of fillers. Thereafter, the loose nanocomposite with unsaturated polyester resin is concretized into the MWCNTs at 1% weight and Ni-CFs filled at 4% weight.

Für die Abstandshalter wird der Nano Verbundwerkstoff verwendet zusammen mit dem Epoxidharz, und GNPs von 0,5% und 1% Gewicht. Die REM-Analyse wurde auf zwei verschiedene Arten, FEG (Field Emission Gun) und REM (FEI Nova NanoSEM 630 und Zeiss Supra 35), durchgeführt unter Verwendung einer Beschleunigungsspannung zwischen 5 und 30 KeV, je nach der Art der Probe (nicht leitenden Proben wurden in flüssigem Stickstoff gebrochen und metallisiert vor der Untersuchung). Hervor geht, eine gute Gleichförmigkeit des Verbundes, die den guten Grad der Dispersion des Nano Füllstoffs gibt. Dies gibt die Möglichkeit einen hochempfindlichen EM Absorber zu haben, einschließlich Absorption der Mikrowellen- und Infrarot Abschnitt in ihren Wellenlängen und ein funktionierendes Gerät zur Erzeugung von Elektrizität.For the spacers, the nano composite is used together with the epoxy, and GNPs of 0.5% and 1% weight. The SEM analysis was performed in two different ways, FEG (Field Emission Gun) and SEM (FEI Nova NanoSEM 630 and Zeiss Supra 35), using an acceleration voltage between 5 and 30 KeV, depending on the type of sample (non-conducting samples were broken in liquid nitrogen and metallized prior to examination). It goes well, a good uniformity of the composite, which gives the good degree of dispersion of nano-filler. This gives the possibility of having a highly sensitive EM absorber, including absorption of the microwave and infrared sections in their wavelengths and a functioning device for generating electricity.

C. Nano-Verbundstoffe EM CharakterisierungC. Nano-composites EM characterization

Die Messungen der komplexen effektive Permittivität wurden durchgeführt, und ein neuer Standard definiert unter Verwendung des Wellenleiter-Methode. Hier wurden die Proben direkt in den Flanschen gegeben und dann bearbeitet, um die gewünschte Dicke und vollständiger Vernetzung zubekommen. Effektive komplexen Permittivität der Verbundstoffe wurde aus der Messung der Streuparameter gemäß dem oben erwähnten Standards extrahiert, mit zwei verschiedenen Sätze von Wellenleitern, die jeweils für die X-Bänder (8,2 bis 12,4 GHz) und Ku-Bändern (12,4 bis 18 GHz). Die Streuparameter wurden mit einem Vector Network Analyzer (Anritsu Vektor Stern MS4647A) 20–40 GHz Frequenz und Realteil Frequenz von 20 GHz der relativen Permittivität der Reinharzproben GNP 0,5% BSP 1% gemessen. Frequenzspektren der realen (a) und Imaginärteil (b) Teile der effektive relative Dielektrizitätskonstante des reinen Harzes und der Nano-Verbundwerkstoffe mit BSP von 0,5% und 1% Gewicht geladen und jeder Satz gemacht aus zwei X-Band und zwei Ku-Band-Wellenleiter.The measurements of complex effective permittivity were performed and a new standard defined using the waveguide method. Here, the samples were placed directly in the flanges and then processed to get the desired thickness and complete cross-linking. Effective complex permittivity of the composites was extracted from the measurement of the scattering parameters according to the above-mentioned standard, with two different sets of waveguides, each for the X-bands (8.2 to 12.4 GHz) and Ku bands (12.4 to 18 GHz). The scattering parameters were measured with a Vector Network Analyzer (Anritsu vector star MS4647A) 20-40 GHz frequency and real part frequency of 20 GHz relative permittivity of pure resin samples GNP 0.5% BSP 1%. Frequency spectra of the real (a) and imaginary part (b) parts of the effective relative dielectric constant of the pure resin and the nanocomposites loaded with BSP of 0.5% and 1% weight and each set made up of two X-band and two Ku-band waveguides.

Das gemessene Frequenz-Spektrum der realen und imaginären Teile der Nano Verbund-Werkstoffe wird verwendet für die verlustbehaftete Folie. Der Verlust-Tangente ist fast bei 0,5. Die Diskontinuität bei der Frequenz von 12,4 GHz ist darauf zurückzuführen, dass die X- und Ku-Band-Messungen nach zwei verschiedenen Versuchsaufbauten gemessen wurden. Anschließend werden die realen und imaginären Teile der Niederdruck-Verlusttangen, der Nanoverbundwerkstoff gefüllt mit gewonnener BSP verstreut, gemessen und berichtet. Die realen und imaginären Teile der Permittivität des reinen Harzes (als Referenz) wird beobachtet, dass die Verlusttangente je nach Bedarf bei etwa 0,03 liegt. Es wird auch beobachtet, dass der Realteil der effektiven Permittivität nahezu konstant ist. Der 40-GHz und TeraHerz Absorber würde hiermit technisch entwickelt und erfunden.The measured frequency spectrum of the real and imaginary parts of the nanocomposite materials is used for the lossy film. The loss tangent is almost at 0.5. The discontinuity at the frequency of 12.4 GHz is due to the fact that the X- and Ku-band measurements were measured by two different experimental setups. Subsequently, the real and imaginary parts of the low pressure loss tangents, the nanocomposite filled with recovered BSP, are measured and reported. The real and imaginary parts of the permittivity of the pure resin (for reference) is observed to have the loss tangent as needed at about 0.03. It is also observed that the real part of the effective permittivity is nearly constant. The 40 GHz and Tera heart Absorber would be technically developed and invented.

EM absorbierenden Schirm-Folie, Modellierung und Ausführung.EM absorbing screen film, modeling and execution.

Die Übertragungsleitung entsprechende Ausführung, wird für die zweischichtige Platte mit der EM-Metallisierung einem Ionen-Voll Zelle angewendet in einer gewebter Textil-Abschirmvlies. Mit Hilfe einen Transfermatrix werden von dem Eingang zu Ausgabefeld der Zwei-Schicht-Platte, die Matrizen berechnet. Der Kaskadeeffekt auf den EM Feldern, auf der verlustbehafteten Textil Folie wird mit dem Ionen-Sputter-Gun, in ein Plasma-Metallisierung Setup gemacht.The transmission line corresponding design is used for the two-layer plate with the EM metallization of an ion-full cell in a woven textile Abschirmvlies. With the aid of a transfer matrix, the matrices are calculated from the input to the output field of the two-layer plate. The cascade effect on the EM fields, on the lossy textile film, is done with the ion sputtering gun, in a plasma metallization setup.

ZusammenfassungSummary

Hier wird ein Verfahren der Metallisierung aus Polypropylen (PP) Vliesstoffe dargestellt. Der Einfluss der Kraft wird auf die Effizienz zum Abschirmen einer flachen elektromagnetischen Welle abgeführt. Gewebe Metallisierung wurde unter Verwendung des Standard-Magnetron-Sputtern von Zn-Bi-Metall Ziele in einen Argon umgebung durchgeführt. Eine Impuls-Stromquelle mit einer sich verändernden Frequenz Gruppe wurde für die Stromversorgung des Ziels verwendet. Die metallischen Schichten erhalten, durch eine gute Haftung zu Polypropylen (PP) einer Schirmung von 45 dB. Technisch können wir bis zu 200 dB erreichen, und bis zu 40 GHz und bis in dem Teraherz Bereich. Die Metalle wurden in ihrer Gesamtheit verändert in voll-Metall-Gas-Zellen und manipuliert in ihrer ironischen Wolken, durch Magnetronsputtern Techniken für Plasma Metallisierung. Durch Magnetronsputtern mit Zn/Cu/Co werden elektromagnetische Felder abgeschirmt.Here a process of metallization of polypropylene (PP) nonwovens is presented. The influence of the force is dissipated to the efficiency of shielding a flat electromagnetic wave. Tissue metallization was performed using standard magnetron sputtering of Zn-Bi metal targets in an argon environment. A pulse power source with a changing frequency group was used to power the target. The metallic layers obtained, by a good adhesion to polypropylene (PP) a shielding of 45 dB. Technically, we can reach up to 200 dB, and up to 40 GHz and up in the terahertz area. The metals were altered in their entirety in full-metal gas cells and manipulated in their ironic clouds, by magnetron sputtering techniques for plasma metallization. Magnetron sputtering with Zn / Cu / Co shields electromagnetic fields.

Einige Stoffe aus Polymerfasern, wie Polypropylen (PP) oder Polytetrafluorethylen-Fluor-oethylene (PTFE) sind sehr schwer zu metallisieren aufgrund der Eigenschaften in der Oberfläche. Klassische Methoden der metallischen Schicht und Ablagerung (Vakuumverdampfung, Elektronenstrahlverdampfung oder chemische Abscheidung von Metall organische Verbindungen) geben in diesem Fall, nicht die gewünschten Ergebnisse. Eine abgeschiedene Schicht hat eine sehr schlechte Haftung und unterliegt damit einem hohen Verschleiß. Die einzige Möglichkeit ist Plasma Aktivierung der Oberfläche durch die Abscheidung einer Metallschicht gefolgt durch Aufdampfen im Vakuum. Es ist jedoch ein zweistufiges Verfahren. Die Magnetron sputter verfahren selbst besteht ebenfalls aus zwei Stufen. Es ist jedoch ein schnelles und umweltfreundliches Verfahren. Durch dieses Verfahren ist es möglich, die Hinterlegung von metallischen, Halbleiter und dielektrischen Schichten. Die Abscheideraten der Schichten sind viel höher als in Kathodenzerstäubung; bei Metallen von mehreren μm/min, und für sie Oxide von 40 nm/min bis 600 nm/min. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Verfahrens ist eine gute Haftung der abgeschiedenen Schichten auf den Substraten.Some polymer fiber materials, such as polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene fluoroethylene (PTFE), are very difficult to metallise due to their surface properties. Classical methods of the metallic layer and deposition (vacuum evaporation, electron beam evaporation or chemical deposition of metal organic compounds) in this case do not give the desired results. A deposited layer has a very poor adhesion and is therefore subject to high wear. The only possibility is plasma activation of the surface by the deposition of a metal layer followed by vapor deposition in vacuo. However, it is a two-step process. The magnetron sputtering process itself also consists of two stages. However, it is a fast and environmentally friendly process. By this method, it is possible to deposit metallic, semiconductor and dielectric layers. The deposition rates of the layers are much higher than in cathode sputtering; For metals of several microns / min, and for them oxides from 40 nm / min to 600 nm / min. An additional advantage of this method is good adhesion of the deposited layers to the substrates.

Plasma-Verfahren von Polypropylen-Vlies MetallisierungPlasma process of polypropylene nonwoven metallization

Plasma-Verfahren von Polypropylen-Vlies Metallisierung Vliesstoffe, insbesondere Polypropylen Vliesstoffe werden häufig in technischen Anwendungen vor allem, aufgrund ihrer niedrigen Kosten verwendet. Das Verfahren zum Metallisieren von PP Gewebe (Vliesstoff) wird durch Sputtern metallische Objekte mit den Zusammensetzungen 0.9Zn-0.1Bi und 0.96Zn-0.04Bi, in einem Magnetron Geschütz, der WMK-10-Typ, ausgestattet und durchgeführt. Die Ziele werden durch eine DPS-Einheit mit einer Leistung von 12 kW, die zum Zuführen der Plasmakanone mit einem AC-Strom von M ausgestattet ist, und bereitgestellt mit f = 80 kHz ( ) oder eine unidirektionale DC-Strom von M f = 160 kHz ( ). In beiden Fällen ist der Strom in Gruppen moduliert aus Rechteckimpulsen mit der Frequenz von 100 Hz bis 5 kHz. Die höchste Spannung des Stroms beträgt 1,2 kV. In herkömmlichen Systemen wird die Leistung im Ziel abgeführt durch Steuerung des Stroms Zufuhr des Magnetrons. In unserem Fall wird einen Magnetron-Impuls zugeführt, und die Leistung wird durch die Pulsbreite im Bereich von 10 bis 0,2 ms eingestellt. Unter solchen Bedingungen wird die Stabilität der reaktiven Prozesse sichergestellt. Die Stabilität wird durch die Beseitigung der unbedingte Einstellungen und Effekte erreicht.Plasma process of polypropylene nonwoven metallization nonwovens, especially polypropylene nonwovens are commonly used in technical applications mainly because of their low cost. The process for metallizing PP fabric (nonwoven fabric) is equipped and performed by sputtering metallic objects with the compositions 0.9Zn-0.1Bi and 0.96Zn-0.04Bi, in a magnetron gun, the WMK-10 type. The targets are powered by a 12 kW DPS unit equipped to supply the plasma gun with an AC current of M and provided with f = 80 kHz ( ) or a unidirectional DC current of M f = 160 kHz ( ). In both cases, the current is modulated in groups of rectangular pulses with the frequency of 100 Hz to 5 kHz. The highest voltage of the current is 1.2 kV. In conventional systems, the power is dissipated in the target by controlling the current supply of the magnetron. In our case, a magnetron pulse is applied and the power is adjusted by the pulse width in the range of 10 to 0.2 ms. Under such conditions, the stability of the reactive processes is ensured. The stability is achieved by eliminating the unconditional settings and effects.

Sputter-Abscheidung:Sputter deposition:

Ist eine „physical vapor deposition” (PVD) Verfahren zur Abscheidung dünner Metallstreifen in Gas-fusionierte Zellen, durch Sputtering, welche sich auf einem ”Substrat” scheidet, wie etwa einem Silizium oder Polyamid-Scheibe. Rücksputter ist eine Reemission des abgeschiedenen Materials während der Abscheidung durch Ionen oder Atom Beschuss hergeleitet werden. Zerstäubten Atome, haben eine breite Energieverteilung, in der Regel bis zu zehn eV (100.000 K). Die gesputterten Ionen (in der Regel nur ein kleiner Bruchteil – um 1% – werden die emittierten Partikel ionisiert) werden ballistisch vom Ziel in geraden Linien und die Auswirkungen energetisch auf den Substraten oder Vakuumkammer (verursacht Rücksputter) fliegen. Alternativ bei höheren Gasdrücken, werden die Ionen mit den Gas-Atomen, die Handlung als Moderator kollidieren und bewegen diffus. Nach einer Irrfahrt der Substrate, erreichen sie die Vakuumkammerwand und nach der Durchführung werden Sie Kondensiert. Die gesamte Palette von hoch energetischer ballistischer bis zu Niedrig Energie thermalisierten Bewegung kann geändert werden durch den Gasdruck. Das Sputtergas ist ein Edelgas, wie Argon. Für effiziente Impulsübertragung, sollte das Atomgewicht des Sputtergases in der Nähe des Atomgewichts des Ziels sein, und zum Sputtern ist Neon vorzuziehen, während für schwere Elemente Krypton oder Xenon verwendet werden. Reaktive Gase können auch verwendet zum Sputter Verbindungen. Die Verbindung kann auf der Zielfläche oder auf dem Substrat, während des Vorgangs in Abhängigkeit von den Prozessparametern gebildet werden. Die Verfügbarkeit von vielen Parametern wie die Kontrolle Sputterdeposition machen es zu einem komplexen Prozess, auch Experten ermöglichen ein hohes Maß an Kontrolle über das Wachstum und die Mikrostruktur der Folie. Ein wichtiger Vorteil der Sputter-Abscheidung ist, dass auch Materialien mit sehr hohen Schmelzpunkten leicht zu versputteren sind und während die Verdunstung dieser Materialien in einem Widerstand Verdampfen, bei den Knudsen-Zelle ist es problematisch oder unmöglich. Bei Sputter abgeschiedene Schichten haben eine Zusammensetzung nahe dem des Ausgangsmaterials.Is a "physical vapor deposition" (PVD) method of depositing thin metal strips into gas-fused cells by sputtering which deposits on a "substrate", such as a silicon or polyamide disk. Backsputter is a reemission of the deposited material during deposition by ion or atom bombardment. Atomized atoms have a broad energy distribution, typically up to 10 eV (100,000 K). The sputtered ions (usually just a small fraction - by 1% - the emitted particles are ionized) will fly ballistically from the target in straight lines and the effects will energetically impact the substrates or vacuum chamber (causing sputtering). Alternatively, at higher gas pressures, the ions collide with the gas atoms, acting as a moderator and moving diffusely. After a wander of the substrates, they reach the vacuum chamber wall and after they are condensed. The entire range of high energy ballistic to low energy thermalized movement can be changed by the gas pressure. The sputtering gas is a noble gas, like argon. For efficient momentum transfer, the atomic weight of the sputtering gas should be close to the target's atomic weight, and neutone is preferable for sputtering, while krypton or xenon are used for heavy elements. Reactive gases can also be used to sputter compounds. The connection may be formed on the target surface or on the substrate during the process, depending on the process parameters. The availability of many parameters such as control sputter deposition make it a complex process, even experts allow a high degree of control over the growth and microstructure of the film. An important advantage of sputter deposition is that even materials with very high melting points are easy to sputter, and while the evaporation of these materials evaporates in a resistor, in the Knudsen cell it is problematic or impossible. Sputter-deposited layers have a composition close to that of the starting material.

Der Unterschied ist das verschiedene Elemente unterschiedlich verbreitet werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Masse (leichte Elemente lassen sich leichter durch das Gas ablenken), aber diese Differenz ist konstant. Gesputterten Schichten haben in der Regel eine bessere Haftung auf dem Substrat wie das aufdampfen von Schichten. Das Ziel enthält eine große Menge an Material, ist wartungsfrei und die Technik ist für Ultrahochvakuum-Anwendungen geeignet. Sputterquellen enthalten keine heißen Teile (zur Vermeidung von Erwärmung sind sie typischerweise wassergekühlt) und sind kompatibel mit reaktiven Gasen wie Sauerstoff. Sputter kann von oben nach unten durchgeführt werden, während bei der Durchführung von Verdampfung von unten nach oben. Erweiterte Verfahren wie epitaxiales Wachstum sind möglich. Einige Nachteile der Sputterprozess sind, dass das Verfahren schwieriger zu kombinieren ist mit einem Lift-off-Verfahren zum Strukturieren des Films. Dies liegt daran, dass charakteristisch Sputter, einen vollen Schatten macht. Somit kann man es nicht vollständig beschränken, wenn Atome verloren gehen, was zur Verunreinigung führen kann. Außerdem ist aktive Kontrolle für die Schicht-für-Schicht-Wachstum schwieriger im Vergleich zu gepulsten Laserdeposition und Edel-Gase Sputter in dem die wachsende Schicht als impuritie gebaut wird.The difference is that different elements are disseminated differently because of their different mass (light elements are easier to divert through the gas), but this difference is constant. Sputtered layers usually have better adhesion to the substrate like vapor deposition of layers. The target contains a large amount of material, is maintenance-free and the technology is suitable for ultra-high vacuum applications. Sputtering sources contain no hot parts (they are typically water cooled to avoid heating) and are compatible with reactive gases such as oxygen. Sputtering can be done from top to bottom while performing evaporation from bottom to top. Extended procedures such as epitaxial growth are possible. Some disadvantages of the sputtering process are that the process is more difficult to combine with a lift-off process for patterning the film. This is because characteristic sputtering, makes a full shadow. Thus, one can not completely limit it when atoms are lost, which can lead to contamination. In addition, active control for layer-by-layer growth is more difficult compared to pulsed laser deposition and noble gas sputtering in which the growing layer is built as an impuritie.

Arten der Sputter-Abscheidung:Types of sputter deposition:

Die Sputterquellen sind in der Regel Magnetrons, die starke elektrische und magnetische Elektronen Felder fangen in der nahe der Oberfläche des Magnetrons, und dieses als Ziel nutzen. Die Elektronen folgen schraubenförmig um die magnetischen Feldlinien und unterziehen sich mehrere ionisierende Kollisionen mit dem neutralen Gas in der Nähe der Zielfläche. (Da das Ziel-Material erschöpft ist, und eine Erosionsprofil auf der Oberfläche des Ziels anzeigt) Sputter-inert Gas ist, typischerweise Argon. Die zusätzlichen Argon-Ionen aufgrund der Kollisionen erzeugt führen zu einer höheren Abscheidungsgeschwindigkeit. Es bedeutet auch, dass das Plasma bei einem niedrigeren Druck aufrechterhalten werden kann. Die gesputterten Atome sind neutral geladen, und bleiben so in der magnetischen Falle. Aufladung auf dem isolierenden Ziele unter Verwendung von RF-Sputtern, wenn das Zeichen der Anoden-Kathoden-Vorspannung bei einer hohen Rate variiert wird, kann vermieden werden. RF-Sputtern funktioniert gut um hoch isolierende Oxidschichten zu produzieren aber nur mit der zusätzlichen Kosten der HF-Stromversorgungen und Impedanzanpassungsnetzwerke. Undichte Magnetische Streufelder aus ferromagnetischen Zielen stören auch den Sputter-Prozess. Speziell entwickelte Sputter-Kanonen mit ungewöhnlich starken Permanentmagneten werden als Kompensation verwendet.The sputtering sources are usually magnetrons that trap strong electric and magnetic electron fields near the surface of the magnetron, and use this as a target. The electrons helically follow the magnetic field lines and undergo multiple ionizing collisions with the neutral gas near the target surface. (Since the target material is depleted and displays an erosion profile on the surface of the target) sputter-inert gas is, typically argon. The extra argon ions generated due to the collisions lead to a higher deposition rate. It also means that the plasma can be maintained at a lower pressure. The sputtered atoms are neutrally charged, thus remaining in the magnetic trap. Charging on the insulating targets using RF sputtering when the anode-cathode bias voltage sign is varied at a high rate can be avoided. RF sputtering works well to produce highly insulating oxide films but only with the added expense of RF power supplies and impedance matching networks. Leaking stray magnetic fields from ferromagnetic targets also interfere with the sputtering process. Specially designed sputtering guns with unusually strong permanent magnets are used as compensation.

Ionenstrahl-Sputtering (IBS)Ion Beam Sputtering (IBS)

Wir verwenden die Ionenstrahlsputter um Metall-Gas-Cells in den Polyamid oder Polyurethan-Verbindungen einzubringen, als Dielektrikum EM-Absorber. Ionenstrahl-Sputter (IBS) ist ein Verfahren, bei dem das Ziel außerhalb der Ionenquelle liegt. Eine Quelle kann ohne Magnetfeld wie in einem heißen Filament Ionisationsmanometers arbeiten. In den „Kaufman Ionen Source” ist beschrieben, das durch Kollisionen mit Elektronen, die durch ein Magnetfeld erzeugt in einem Magnetron beschränkt sind. Sie werden dann von einen Netz des elektrischen Feld ausgehend zu einem Ziel beschleunigt. Wenn die Ionen die Quelle verlassen werden sie von Elektronen von einem zweiten exteren Filament neutralisiert. IBS hat den Vorteil, dass die Energie und Ionenfluss unabhängig gesteuert werden können. Da der Fluss der auf das Ziel trifft, aus neutralen Atomen besteht, und entweder isolierenden oder leitenden Ziele können gesputtert werden. IBS hat Anwendung bei der Herstellung von Dünnschicht-Köpfe für Festplatten gefunden. Ein Druckgefälle zwischen der Ionenquelle und der Probenkammer wird erzeugt durch Anordnen des Gaseinlass am Ursprung und Schießen durch einen Schlauch in der Messkammer. Das spart Gas und verhindert Eindringen von Schmutz in UHV-Anwendungen. Der Hauptnachteil von IBS ist das einer große Menge an Wartung erforderlich ist, um die Ionenquelle in Betrieb zu halten.We use the ion beam sputter to introduce metal gas cells into the polyamide or polyurethane compounds, as a dielectric EM absorber. Ion Beam Sputtering (IBS) is a process where the target is outside the ion source. A source can operate without a magnetic field as in a hot filament ionization gauge. In the "Kaufman ion source" is described, which is limited by collisions with electrons generated by a magnetic field in a magnetron. They are then accelerated from an electric field network to a target. When the ions leave the source they are neutralized by electrons from a second external filament. IBS has the advantage that the energy and ion flux can be controlled independently. Since the flux that hits the target is made up of neutral atoms, and either insulating or conductive targets can be sputtered. IBS has found application in the production of thin-film heads for hard disks. A pressure differential between the ion source and the sample chamber is created by placing the gas inlet at the origin and shooting through a tube in the measurement chamber. This saves gas and prevents dirt from entering UHV applications. The main disadvantage of IBS is that a large amount of maintenance is required to keep the ion source operating.

In reaktives Sputter, wird in das abgeschiedene Polymer-Matrix, einem Gas in die Vakuumkammer eingeführt und einen chemische Reaktion gebildet. Oxid und Nitrid Filme werden oftmals unter Verwendung von reaktiven Sputter gebildet. Die Zusammensetzung der Schicht kann durch das Variieren der relativen Drücke der inerten und reaktiven Gasen gesteuert werden. Film Stöchiometrie ist ein wichtiger Parameter für die Optimierung funktionellen Eigenschaften wie Spannung in SiNx und der Brechungsindex des SiOx. Die transparente Indium-Zinn-Oxid-Leiter, der in der Optoelektronik und Solarzellen eingesetzt wird, wird durch reaktives Sputtern hergestellt.In reactive sputter, a gas is introduced into the deposited polymer matrix, a gas in the vacuum chamber, and a chemical reaction is formed. Oxide and nitride films are often formed using reactive sputtering. The composition of the layer can be controlled by varying the relative pressures of the inert and reactive gases. Film stoichiometry is an important one Parameters for the optimization of functional properties such as stress in SiNx and the refractive index of SiOx. The transparent indium tin oxide conductor used in optoelectronics and solar cells is made by reactive sputtering.

Im Ionen-unterstützten Abscheidung (IAD), wird das Substrat auf einen sekundären Ionenstrahl mit einer niedrigeren Leistung als die Sputterkanone ausgesetzt. Normalerweise wird der „Kaufman Ionen Source” wie das in IBS eingesetzt, liefert die Sekundärstrahl welche bei IAD verwendet werden, um Kohlenstoff in Diamant-ähnliche Form auf einem Substrat zu deponieren, und Kohlenstoff Atomen auf dem Substrat zu verbinden, Die die nicht ordnungsgemäß in der Diamantkristallgitters passen, werden durch den Nebenträger verworfen werden. Diese von NASA/ESA und von Airbus Industries verwendete Technik von Diamant Beschichtungen auf Turbinenschaufeln besteht seit der 80er Jahren. Weitere wichtigen industriellen Anwendungen wie die Erstellung von tetraedrischen amorphen Kohlenstoff Oberflächenbeschichtungen auf Plattenoberfläche und hart Übergangsmetallnitrid Beschichtungen werden auf medizinischen Implantaten eingesetzt.In ion assisted deposition (IAD), the substrate is exposed to a secondary ion beam with a lower power than the sputtering gun. Normally, the "Kaufman ion source" as used in IBS provides the secondary beam which is used in IAD to deposit carbon in diamond-like form on a substrate, and to connect carbon atoms on the substrate, which are not properly embedded in the substrate of the diamond crystal lattice will be discarded by the secondary beam. This technique of diamond coatings on turbine blades used by NASA / ESA and Airbus Industries dates back to the 1980s. Other important industrial applications such as the creation of tetrahedral amorphous carbon surface coatings on plate surface and hard transition metal nitride coatings are used on medical implants.

Pulsmagnetronsputtern werden im Hochvakuum verwendet, ohne das Sputtergas zu jeder Zeit eingesetzt wird. Anhaltende Selbst-Sputtern wird von mehrfach geladenen Ionen aus einem kurzen Vakuum-Lichtbogen eingeleitet. Kupfer-Ionen-Ströme zu einem Ionen-Sammler von mehr als 30 A gemessen, was eine Plasmadichte von etwa 6 × 1018 m-3 bedeutet. Diese Technologie ist nützlich für metallische Beschichtungen, frei von Edelgas Einschlüssen und dass Magnetrons in einen Vakuum zu betreiben.Pulse magnetron sputtering is used in high vacuum without the sputtering gas being used at all times. Sustained self-sputtering is initiated by multiply charged ions from a short vacuum arc. Copper ion currents measured to an ion collector greater than 30 A, which means a plasma density of about 6 × 10 18 m 3. This technology is useful for metallic coatings, free of noble gas inclusions and that operate magnetrons in a vacuum.

”Ein programmierbare Metallizierungs Vorrichtung umfasst, das erste Elektroden, einer Speicherschicht elektrisch mit der ersten Elektrode gekoppelt und angepasst für die elektrolytische Bildung und Zerstörung eines leitende Brücke hindurch. Eine ION-liefernde Schicht, die eine Quelle von IONEN eines ersten Metalls-Bestandsteil ist diffusionsfähig in und aus der Speicherschicht. Eine leitende ION Pufferschicht zwischen der ION-zuführenden Schicht und der Speicherschicht, dieses erlaubt der Koppelung der Diffusion von den Ionen, und eine zweite Elektrode mit der ION-liefernden Schicht. Die Schaltungen werden zu dem Gerät, Vorspannungen an die erste und zweite Elektrode gelegt, und gelten für die Erstellung und Zerstörung von leitenden Brücken, darunter den ersten Metal Element in der Speicherschicht. Die ION Pufferschicht kann der weitere Gewährung der leitende Brücke durch Verringerung des ersten Metall Element welche absorbiert wird in die ION Versorgungsschicht."A programmable metallization device includes, the first electrodes, a storage layer electrically coupled to the first electrode and adapted for electrolytic formation and destruction of a conductive bridge. An ION-providing layer that is a source of IONs of a first metal constituent is diffusible in and out of the storage layer. A conducting ION buffer layer between the ION supplying layer and the storage layer, this allows the coupling of the diffusion of the ions, and a second electrode with the ION supplying layer. The circuits are applied to the device, biasing to the first and second electrodes, and apply to the creation and destruction of conductive bridges, including the first metal element in the memory layer. The ION buffer layer may further grant the conductive bridge by reducing the first metal element which is absorbed into the ION supply layer.

Es ermöglicht zu Erhöhung das Verhältnis des gesputterten Materials, um die Verunreinigungen und arch Entladungen zusteuern. Um die Leistung von Lieferumfang auszuwerten, kennen wir zwei elektrische Werte: Die eigentliche Macht-P, und die zirkulierende Leistung-Pc. Die erste definiert die Effizienz der Schichtabscheidung, wobei der zweite das Versorgungssystem kennzeichnet. Es spiegelt Veränderungen in der Plasma Eigenschaften (Änderung der Impedanz) welche mit der Änderung der Konzentration verbunden ist, und die Art der geladenen Teilchen. Es ist besonders deutlich beim Zerstäuben in einen Sauerstoffumgebung.It allows to increase the ratio of sputtered material to control the impurities and arch discharges. To evaluate the performance of delivery, we know two electrical values: the actual power-P, and the circulating power-P c . The first defines the efficiency of the layer deposition, the second characterizing the supply system. It reflects changes in plasma properties (change in impedance) associated with the change in concentration, and the nature of the charged particles. It is especially clear when sputtering in an oxygen environment.

Das Sputter-Verfahren wird unter Argon-Druck (5 N) im Bereich von 10-2 PA bis 10-1 Pa durchgeführt Die abgeführte Leistung in dem Ziel wird von 100 W bis 1 kW verändert. Die Häufigkeit der Modulation Gruppe beträgt 5 kHz. Der Abstand Ziel zum Substrat beträgt 10 cm. Bei weniger als 1 kW, alle aufgebrachten Schichten werden durch eine gute Haftung auf PP-Gewebe, sowie eine gleichmäßige Dicke auf Metallic-Farbe. Für Leistung über 1 kW, wird die Farbe der Schicht dunkler, das Ergebnis des Erwärmen des PP mit Zink und Bismut-Ionen wird auch mit der Wirkung von Gas Desorption auf der Oberfläche verbunden.The sputtering process is carried out under argon pressure (5 N) in the range of 10-2 Pa to 10-1 Pa. The dissipated power in the target is changed from 100 W to 1 kW. The frequency of the modulation group is 5 kHz. The distance target to the substrate is 10 cm. At less than 1kW, all applied layers are characterized by a good adhesion to PP fabric, as well as a uniform thickness on metallic paint. For power over 1 kW, the color of the layer becomes darker, the result of heating the PP with zinc and bismuth ions is also linked to the effect of gas desorption on the surface.

Untersuchungen der Oberflächenmorphologie wurden mit einem Quanta 200 Rasterelektronenmikroskop mit dem niedrigen Vakuum-Modus (ohne Beschichtung der Probenoberfläche mit einer Goldschicht, dh. in einem natürlichen Zustand) hergestellt. Ein 15,0 kV Beschleunigungsspannung wurde auf die Elektronenstrahl- und SSD-Detektor eingesetzt. Um die Struktur des abgeschiedenen Metallschicht zu bewerten, wurden die Oberfläche und seinem Querschnitt bei Vergrößerung von 300×, 1000× und 5000× untersucht. Die Studien zeigten, dass die abgeschiedenen Schichten nicht einheitlich waren. Dieses kommt durch die Metall-Penetration in den Zwischenräumen zwischen den Fasern. Mit erhöhter Leistung, steigt die durchschnittliche Dicke der Schicht deutlich. Die Zahl der Brüche und Delamination in der abgeschiedenen Schicht ist sehr niedrig, und ihre Haftung ist sehr gut. Bei niedrigen Leistungspegeln ist die Schicht nicht kontinuierlich. In solchen Proben sind die Metall Körner erkennbar an den einzelnen Fasern.Surface morphology studies were made with a Quanta 200 Scanning Electron Microscope with the low vacuum mode (without coating the sample surface with a gold layer, ie, in a natural state). A 15.0 kV acceleration voltage was applied to the electron beam and SSD detector. In order to evaluate the structure of the deposited metal layer, the surface and its cross section were examined at magnifications of 300 ×, 1000 × and 5000 ×. The studies showed that the deposited layers were not uniform. This comes through the metal penetration in the spaces between the fibers. With increased performance, the average thickness of the layer increases significantly. The number of breaks and delamination in the deposited layer is very low and its adhesion is very good. At low power levels, the layer is not continuous. In such samples, the metal grains are recognizable by the individual fibers.

Ergebnisse der Prüfung PP; Metall-Verbund DämpfungResults of the test PP; Metal composite damping

Ergebnisse der Prüfung PP; Metall-Verbund Dämpfung Messungen der Schirmdämpfung wurden gemäß der ASTM D4935-99-Verfahren hergestellt. Das Messsystem besteht aus einem Multimeter des HP 8711A-Typ von Hewlett-Packard (mit Messbereich Frequenzen von 300 kHz bis 1300 MHz) und einer Messung Adapter in Form eines Abschnitts eines koaxialen Luftleitung mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω und Durchmesser-Verhältnis von 76/33 mm. dB Dämpfung weit über die 100 dB, und einen geschätzte höchst Fähigkeit bei 160 dB. Der Adapter ist mit einem Flansch von 133 mm Durchmesser ausgestattet. In einem korrekt eingerichtete Mess-System, wird die Ungenauigkeit nicht mehr als ±2 dB in einem Frequenzbereich von 30 MHz bis 1,5 GHz liegen. Die Dynamik des Mess-Systems beträgt mehr als 100 dB.Results of the test PP; Metal Composite Damping Screen attenuation measurements were made in accordance with the ASTM D4935-99 method produced. The measuring system consists of an HP 8711A-type multimeter of Hewlett-Packard (with measuring frequencies from 300 kHz to 1300 MHz) and a measuring adapter in the form of a section a coaxial air line with a characteristic impedance of 50 Ω and a diameter ratio of 76/33 mm. dB attenuation well above the 100 dB, and an estimated maximum capability at 160 dB. The adapter is equipped with a flange of 133 mm diameter. In a properly established measurement system, the inaccuracy will not be more than ± 2 dB in a frequency range of 30 MHz to 1.5 GHz. The dynamics of the measuring system is more than 100 dB.

Dämpfungsfaktor.Attenuation factor.

Das Ziel wurde in der DC-M-Modus bereitgestellt. Es ist ersichtlich, dass mit dem Anstieg des Niveaus der Verlustleistung, der Wert des Dämpfungsfaktors auch ansteigt bei Zunahme der Dicke der metallischen Schicht. Wenn der AC-M-Modus angewendet wird, ist die endgültige Dicke der abgeschiedenen Schichten geringer. Auch der Dämpfungsfaktor ist zweimal niedriger als die für einen ähnlichen Bereich der zugeführten Leistung. Der Widerstand der gesputterten Proben ausgewertet, nach der Norm EN 1149-1 , zeigen ein ähnliches Niveau in der Größenordnung von 103 Ω. Wiederum wird bestätigt, dass der Wert der gemessenen Widerstand eine notwendige, aber nicht abschließend Faktor für den Erhalt einer guten Dämpfungseffekt ist. Die zweite Bedingung ist die Bildung eines leitenden Netzes auf der Oberfläche des Trägers, mit guten Kontakten an den Verbindungsstellen.The target was deployed in the DC-M mode. It can be seen that as the level of power dissipation increases, the value of the damping factor also increases as the thickness of the metallic layer increases. When the AC-M mode is applied, the final thickness of the deposited layers is lower. Also, the damping factor is two times lower than that for a similar range of power input. The resistance of the sputtered samples evaluated, according to the Standard EN 1149-1 , show a similar level of the order of 103 Ω. Again, it is confirmed that the value of the measured resistance is a necessary but not exhaustive factor for obtaining a good damping effect. The second condition is the formation of a conductive mesh on the surface of the substrate, with good contacts at the joints.

SchlussfolgerungenConclusions

Die Metallisierung von PP-Gewebe durch Puls-Magnetron-Sputtern gibt die Möglichkeit, metallische Schichten mit einer sehr guten Haftung zu erhalten, was vorher durch andere Methoden unmöglich war. Die Martindale Verfahren wird verwendet, um den Widerstand zu beurteilen, wie trocknen und Reiben von metallischen Schichten. Die ausgebildete Schicht ist sehr fein, und in Nanometern (dezimale Größenordnung) gemessen. Keine sichtbaren Mängel (im SEM) erscheinen, wenn die Durchbiegung der Proben auftritt. Die Biegefestigkeit wird nach dem richtigen Maßstab nur nach dem Erwerb der größeren Proben getestet. Der DC-M-Modus sorgt für eine höhere Effizienz. Es ist verbunden mit der erhöhter Abscheidungsraten der metallischen Schicht. Es wird bei Überprüfung bestätigt, dass der notwendige Wert der Beständigkeit der nicht schlüssige Faktor bei der Erzielung einer guten Dämpfung ist. Die zweite Bedingung zu erfüllen ist die Bildung eines leitenden Netzes auf der Trägeroberfläche mit guten Kontakten an den Verbindungsstellen.Metallization of PP fabric by pulse magnetron sputtering gives the possibility of obtaining metallic layers with very good adhesion, previously impossible by other methods. The Martindale method is used to assess the resistance, such as drying and rubbing of metallic layers. The layer formed is very fine and measured in nanometers (decimal order of magnitude). No visible defects (in the SEM) appear when the deflection of the samples occurs. The flexural strength is tested to the correct scale only after the acquisition of the larger samples. The DC-M mode ensures greater efficiency. It is associated with the increased deposition rates of the metallic layer. It is confirmed by verification that the necessary value of durability is the inconclusive factor in achieving good damping. The second condition is to form a conductive network on the support surface with good contacts at the joints.

Aktuelle Forschung auf Entwicklungen von Energy Absorber, Black Body Absorber als TeraHertz Absorber, ”Ultraschnelle, THz-, Graphit, Nanoröhchen, Plasma, ionisierte Gase”Current Research on Developments of Energy Absorber, Black Body Absorber as TeraHertz Absorber, "Ultrafast, THz, Graphite, Nanorhoe, Plasma, Ionized Gases"

Das elektromagnetische Spektrum umfasst ein breites Spektrum, von den Röntgenstrahlen mit UV-Licht in sichtbares Licht um Wärmestrahlung, Mikro- und Radiowellen. Aber zwischen der Infrarot- und Mikrowellen, ist ein Bereich der vorher schwer zugänglich war, auch wenn es extrem faszinierende Einblicke liefern kann – es ist das Gebiet der Terahertz Wellen zwischen 100 GHz und etwa 30 THz (1 THz = 1012 Swingungen pro Sekunde). Zwar ist es bereits möglich zum aufnehmen und produzieren von Terahertz Wellen, aber das ist nur mit großem Aufwand möglich und daher nicht wirtschaftlich. Die Anwendungen von Submillimeterwellen sind weit davon entfernt und beschränkt auf astronomischen Beobachtungen. Die besonderen Eigenschaften der Strahlung sind von besonderem Interesse für eine breite Palette von Anwendungen. Dazu gehören neue Imaging-Technologien in der Medizin, wo Röntgenstrahlen zum Teil, Material- und Strukturanalyse in der Luftfahrt, aufsparen von Plastik Explosivstoffen oder Keramik Waffen an Flughäfen und nicht zuletzt neue Forschungsmethoden in der Biologie und Medizin welche ersetzt werden können.The electromagnetic spectrum covers a broad spectrum, from X-rays with UV light to visible light, heat radiation, micro- and radio waves. But between the infrared and microwaves, is an area that was previously difficult to access, even if it can provide extremely fascinating insights - it is the area of terahertz waves between 100 GHz and about 30 THz (1 THz = 10 12 oscillations per second) , Although it is already possible to record and produce terahertz waves, but this is possible only with great effort and therefore not economical. The applications of submillimeter waves are far from it and limited to astronomical observations. The particular properties of the radiation are of particular interest to a wide range of applications. These include new imaging technologies in medicine, some of which include X-rays, aerospace material and structural analysis, saving plastic explosives or ceramic weapons at airports, and last but not least, new research methods in biology and medicine that can be replaced.

Die Strahlung wird von der Materie im Allgemeinen emittiert, weil es die typischen Frequenzen der Schwingungen in Molekülen und ebenfalls bestimmte Kristallschwingungen in diesem Frequenzbereich zu finden sind. In der Astronomie, bietet neue Einblicke in die Prozesse, die verantwortlich für die Bildung von Sternen und Galaxien sind. Ein Studium der Leibnitz Universität in Hannover, Deutschland, und ”Kernphysikalische Anstalt Karlsruhe”, erwarten neue Einsichten in die Prozesse in der Atmosphäre, vor allem die chemischen Prozesse welche in Ozonabbau beteiligt, und T-Ray-Strahlung zu schützen Ionen in den Bereichen von 30 THz bis 300 THz.The radiation is emitted by the matter in general, because it can be found the typical frequencies of vibrations in molecules and also certain crystal vibrations in this frequency range. In astronomy, provides new insights into the processes that are responsible for the formation of stars and galaxies. A study of the Leibnitz University in Hannover, Germany, and "nuclear physics institute Karlsruhe", expect new insights into the processes in the atmosphere, especially the chemical processes which involved in ozone depletion, and T-ray radiation to protect ions in the areas of 30 THz to 300 THz.

Aber vor allem in der Medizin, öffnet sich neuen Methoden der Untersuchung, hier bietet eine Methode, die nicht ionisierende Strahlung kann Dental X-Strahlen in der Zukunft durch eine THz. Wellen Kamera ersetzt werden, oder zumindest ergänzen. Aber auch für Hautkrebs-Diagnose können THz-Wellen Hinweise dafür liefern, ob es tatsächlich ein Haut Abweichung ist. Jede Substanz hat ihr ganz bestimmtes Spektrum im Terahertz-Bereich, es ist nicht nur möglich, wie in X-Strahlen unterschiedlicher Dichte zu unterscheiden, aber können tatsächlich unterschiedliche Materialien identifizieren, die unter Umständen beispielsweise beim aufsparen von Plastiksprengstoff oder Pulver welche in Umschläge wichtig zu sein kann.But especially in medicine, opens up new methods of investigation, here offers a method that allows non-ionizing radiation Dental X-rays in the future through a THz. Waves camera to be replaced, or at least complement. But even for skin cancer diagnosis, THz waves can provide clues as to whether or not there is a skin abnormality. Each substance has its own specific spectrum in the terahertz range, it is not only possible to differentiate as in x-rays of different densities, but can actually identify different materials, which may be important for saving plastic explosives or powders, for example, in envelopes can be.

Die Untersuchungen zeigten Ablagerungen in die ultraschnelle Dynamik Träger von Graphit, Kohlenstoff-Nanoröhrchen und optisch ionisierten Gasen mit Hilfe der zeitaufgelösten THz-Spektroskopie. In dieser so genannten Pump-Probe Technik, erregt einem sichtbaren Laserpuls die Probe nach einer variablen Verzögerungszeit eines THz-Impulses. Dieser hat die vollständige Informationen über die Amplitude und Phase der Sondenimpuls und damit auf die aktuelle komplexe dielektrische Funktion der Probe im Spektralbereich von etwa 10 bis 300 THz zu übersetzen. The investigations revealed deposits in the ultrafast dynamics carriers of graphite, carbon nanotubes and optically ionized gases using the time-resolved THz spectroscopy. In this so-called pump-probe technique, the sample is excited by a visible laser pulse after a variable delay time of a THz pulse. This has complete information about the amplitude and phase of the probe pulse and thus to translate the current complex dielectric function of the sample in the spectral range of about 10 to 300 THz.

Metallisierung von Halbmetallen in Nano-Paletten, mit Plasma-Sputtern, ergeben in der Datenanalyse, dass mehr als 90% der absorbierten Anregungsenergie innerhalb der Elektronensystem 500 fs in das Kristallgitter übertragen werden. Dies ist überraschend, da nur ~ < 1% aller Photonen Wellen Vector in der Elektron-Photon-Streuung teilnehmen können. Modellrechnungen zeigen, dass der Energietransfer von optischen Photonen mit sehr hohen Quantenenergien und starke Kopplung von den Elektronen dominiert wird. Es gibt nun mehrere Effekte:

  • 1. Erstens können wir die Elektronen als reine Energie absorbieren wie in Photovoltaik,
  • 2. Zweitens, eine hohe Wärme von den wenigen Photonen ist zu sehen, und könnte eine mögliche Mikrowellenerhitzer möglich sein.
  • 3. Eine molekulare Sub-Kühler ist realisierbar.
Metallization of semimetals in nano-pallets, with plasma sputtering, results in data analysis that more than 90% of the absorbed excitation energy within the electron system 500 fs are transferred into the crystal lattice. This is surprising since only ~ <1% of all photon waves Vector can participate in the electron-photon scattering. Model calculations show that the energy transfer of optical photons with very high quantum energies and strong coupling is dominated by the electrons. There are now several effects:
  • 1. First, we can absorb the electrons as pure energy as in photovoltaic,
  • 2. Second, high heat from the few photons can be seen, and could a possible microwave heater be possible.
  • 3. A molecular sub-cooler is feasible.

Diese wenigen Phononenmoden erhitzen, und kühlen auf einer Zeitskala von 5 PS durch andere noch kalte Phononen. Diese Ergebnisse zeigen einen Weg, zum selektiv Aufheizen der Halbmetallen und Gitterschwingungen mit Hilfe eines kurzen Laserpulses. In der Probe mit der Kohlenstoff-Nanoröhren und den Graphen Nano-Paletten, haben beide halbleitenden Röhrchen ein Anregungspuls mit einem Bandbreite von ~1 eV und ”metallisch” Rohrchen mit einer Bandlücke von 0 oder ~20 meV, absorbiert werden. Die gemessenen THz-Spektren zeigen keine Zeichnung freier Ladungsträger. Dies ist ein deutliches Zeichen dafür, dass halbleitende Nanoröhrchen vor allem stark in gebundenen Exzitonen sind, anstatt dass freier Elektron-Loch-Paare erzeugt werden. Spektralkomponenten mit reduzierter Absorption verursachen die Blockierung der optischen Übergänge in den ”metallischen” Röhrchen. Analog zu Graphit ist der Zerfall mit einer Zeitkonstante von 1 ps auf die Kühlung der heißen optischen Phononen zurückzuführen. Die spektralen Komponenten mit erhöhter Absorption zeigen eine deutliche Dichroismus, die lokalisiert und geschlossen werden auf einer Längenskala von 100 nm innerhalb der Exziton Übergänge. Seine Abklingzeit von 150 Feets pro Sekunde liegt damit in der Zeitskala für die Verödung der höher gelegenen Exzitonen Ebene.These few phonon modes heat up, and cool on a time scale of 5 hp through other still cold phonons. These results show a way to selectively heat the semi-metals and lattice vibrations using a short laser pulse. In the sample with the carbon nanotubes and the graphene nano-pallets, both semiconducting tubes have an excitation pulse with a bandwidth of ~ 1 eV and "metallic" tubes with a bandgap of 0 or ~ 20 meV, absorbed. The measured THz spectra show no drawing of free charge carriers. This is a clear sign that semiconducting nanotubes are mainly strong in bound excitons, rather than creating free electron-hole pairs. Spectral components with reduced absorption cause blocking of the optical transitions in the "metallic" tubes. Analogous to graphite, the decay with a time constant of 1 ps is due to the cooling of the hot optical phonons. The spectral components with increased absorption show a distinct dichroism that can be localized and closed on a length scale of 100 nm within the exciton transitions. His decay time of 150 feet per second is thus in the time scale for the desolation of the higher-lying excitement level.

Verwendet wird ionisiertes Gas, mit einem intensiven Anregungspuls von etwa 1% aller Moleküle. In Ar.verschwinden die freien Elektronen auf einer Zeitskala von mehr als 1 ns. Dies ist eine Größenordnung langsamer als in O2 und aufgrund fehlender Dielektrischer Verlustfaktor Kanälen für die kinetische Energie und Bindungsenergie des Elektrons (String Theory). Durch den Zusatz von Ar SF6 des inerten Gases, wird der Rekombination beschleunigt. In reinem S6, entspannt sich die Elektronendichte mit einer Zeitkonstanten von nur 12 PS bei einer Elektronenenergie von etwa 20000 K. Die elektronische Drude der Streurate ist monoton mit der Elektronendichte und ist viel größer gegenüber das vorher gesagte basierte Modell auf der Boltzmann-Gleichung und Elektron-Ion-Streuung. Dies deutet darauf hin, dass andere Effekte wie Elektron-Streuung und dynamische Abschirmung der Coulomb-Wechselwirkung bei der theoretischen Behandlung der Leitfähigkeit von Gasplasmen im THz-Bereich, berücksichtigt werden müssen.It uses ionized gas, with an intense excitation pulse of about 1% of all molecules. In Ar. The free electrons disappear on a time scale of more than 1 ns. This is an order of magnitude slower than in O2 and due to lack of dielectric loss factor channels for the kinetic energy and binding energy of the electron (string theory). The addition of Ar SF6 of the inert gas accelerates recombination. In pure S6, the electron density relaxes with a time constant of only 12 hp at an electron energy of about 20,000 K. The electronic drude of the scattering rate is monotonic with the electron density and is much larger compared to the predicted based model on the Boltzmann equation and electron ion scattering. This suggests that other effects, such as electron scattering and dynamic shielding of the Coulomb interaction, have to be taken into account in the theoretical treatment of gas plasma conductivity in the THz range.

Kohlenstoff und Polymer Nanotubes:Carbon and Polymer Nanotubes:

Exzitonen, lokalisierten und delokalisierten Metall-Ionen-Trägern und untersucht würde der mittleren Infrarot-Reaktion eines optisch angeregten Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Träger. Im Gegensatz zu Graphit, fehlen die Daten einen freier Träger, als eindeutige Reaktion wird anzeigt, dass stark gebundene Exzitonen der optischen Anregung in den Röhrchen mit Energie Lücken in der eV Bereich. Eine spektrale Merkmal, welche verstärkt die Übertragung blockiert, die aus optischen Übergänge ihren Ursprung in Röhren mit einer kleinen oder verschwindenden Energie von Graphen, zeigt strukturlose Hintergrund der erhöhten Absorption eine große optische Anisotropie und ein direkter Beleg für die Lokalisierung von Ladungsträgern auf einer Längenskala von 100 nm.Exzitons, localized and delocalized metal ion carriers, and would be examined for the mid-infrared response of an optically excited carbon nanotube carrier. In contrast to graphite, the data lacks a free carrier, as a clear reaction indicates that strongly bound excitons of the optical excitation in the tubes with energy gaps in the eV area. A spectral feature that enhances blocking of the transmission that originates from optical transitions originating in tubes with a small or vanishing energy of graphene, structureless background of increased absorption shows a large optical anisotropy and a direct evidence for the localization of charge carriers on a length scale of 100 nm.

Motivationmotivation

Einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren oder Polymer (NTs) sind Hohlzylinder aus Kohlenstoffatomen. Seit ihrer Entdeckung im Jahr 1991 haben sie eine enorme Bedeutung in der Grundlagen- und angewandte Forschung aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften:

  • • NTs Zugfestigkeit, die oft aus Kohlenstoffstahl, sind thermisch stabil bei Temperaturen von mehr als 1000°C in Luft, und haben eine thermische Leitfähigkeit vergleichbar wie der von einen Diamant, als stark gebundenen kovalentes Material welche sich typischerweise nur zeigen nach einen Mängel der Polyharnstoff Matrizen.
  • • Sie sind nah an einem echten 1-dimensionalen System, da ihre Durchmesser in der Regel nur 1 bis 3 nm sind, und bis zu 1 Millimeter lang und bilden somit einen Spielplatz für die Erforschung der Eigenschaften der 1-dimensionalen Feststoffe.
  • • Abhängig von ihrer Geometrie, werden NTs mit einem elektronischen Energie und eine halbleitende Lücke von 1 eV fast metallisch. Zum Beispiel können halbleitenden Röhrchen eingesetzt werden, um einen NT-basiertes Transistor-Feldeffekt zu bauen. Die Lücken-Größe ist kleiner als die aktuellen Silizium-basierten Transistoren. Außerdem verfügen NTs eine hohe Schwelle für den elektrischen Durchschlag. solcher Vorrichtungen.
Single-walled carbon nanotubes or polymer (NTs) are hollow cylinders of carbon atoms. Since their discovery in 1991, they have tremendous importance in fundamental and applied research because of their unique properties:
  • • NT's tensile strength, often made of carbon steel, are thermally stable at temperatures in excess of 1000 ° C in air, and have a thermal conductivity comparable to that of a diamond, as strongly bonded covalent material which typically only shows up after a shortcoming of the polyurea matrices.
  • • They are close to a true 1-dimensional system, as their diameters are typically only 1 to 3 nm, and up to 1 millimeter long, thus forming a playground for exploring the properties of 1-dimensional solids.
  • • Depending on their geometry, NTs with an electronic energy and a semiconducting gap of 1 eV become almost metallic. For example, semiconducting tubes can be used to build an NT-based transistor field effect. The gap size is smaller than the current silicon-based transistors. In addition, NTs have a high threshold for electrical breakdown. such devices.

Metallisierung durch Magnetron-Sputter-Ion:Metallization by magnetron sputtering ion:

Die PICO-Ionisierende-Gas-Elektronen werden im EM- und Radar-Sonar und anderen Spektrum von magnetischen Licht-Paketen durch den Teraherz Abschirmung absorbiert, darunter auch leichte radioaktive Strahlung von Strontium und Cäsium-Strahlung. Die erste Anwendung der THz-SPECTRO Abschirmung, angetrieben durch die verstärkte Magnetron-Sputter-Kanone, wird verwendet um die intensive Impulse dieses Sputter-Systems um der verschiedenen Gase zu ionisieren. Das THz-Signal des entstehenden Gas-Plasmas wird dominiert durch die Drude, der quasi den freien Elektronen Dynamik und ihrer Dichte und Drude Kollisionsrate liefert. Das Elektron in Argon zerfällt und erweist sich als sehr viel langsamer wie in O2 aufgrund einer fehlenden internen Verlustleistung der Energieverlust der Elektronen. Es kann jedoch, durch den Elektronen Fänger SF6Ar enorm beschleunigt werden. Die Drude-Kollision (oder Strom-Relaxation) sinkt monoton mit der verfallenden Elektronendichte. Wir diskutieren zwei mögliche Szenarien, die dieses Verhalten erklären kann. Das erste Szenario geht davon aus, dass Elektron-Ion-Streuung der dominierende Mechanismus für die aktuelle Entspannung ist, während die zweite der Gefälligkeiten der Elektron-Elektron-Streuung.The PICO ionizing gas electrons are absorbed in the EM and radar sonar and other spectrum of magnetic light packets by the terahertz shielding, including light radioactive radiation of strontium and cesium radiation. The first application of the THz-SPECTRO shield, powered by the magnetron magnified sputtering gun, is used to ionize the intense impulses of this sputtering system around the various gases. The THz signal of the resulting gas plasma is dominated by the drude, which provides the free electron dynamics and their density and drude collision rate. The electron in argon decays and proves to be much slower than in O 2 due to a lack of internal power loss of the energy lost by the electrons. However, it can be accelerated enormously by the electron scavenger SF 6 Ar. The Drude collision (or current relaxation) decreases monotonically with decaying electron density. We discuss two possible scenarios that may explain this behavior. The first scenario assumes that electron-ion scattering is the dominant mechanism for the current relaxation, while the second is the favors of electron-electron scattering.

Motivationmotivation

Freie Ladungsträger in Gasen spielen eine wichtige Rolle im täglichen Leben, zum Beispiel in Leuchtstoffröhren, Blitze während eines Gewitters, und Funken in elektrischen Geräten.

  • • Durch Funken in Hochspannungs-Geräte kann zu Kurzschlüssen in den Geräten welche zu Korrosion und Materialkosten führen kann. Um Kurzschlüsse zu verhindern und/oder zu unterbrechen, sind die Geräte mit isolierenden Gasen wie der Elektronen Fänger SF6, bestückt. Bis heute würde der Zerfall von freien Elektronen in Gegenwart von SF6 auf der ultrakurzen Zeitskala nicht beobachtet.
  • • Es ist seit langem ein Traum ein Blitz in einem Gewitter in einer kontrollierten Art und Weise auszulösen. In diesem Zusammenhang werden Laserpulse empfohlen, einen Kanal von ionisierter Luft zwischen der Masse und den Wolken, die zu einer kontrollierten Entladung entlang dieses Kanals führt. Das Potenzial dieses Systems würde über einen Entfernung von wenige Meters im Labor unter Beweis gestellt. Das Wissen um die, Beweglichkeit und die Lebensdauer der quasi freie induzierten Elektronen wird benötigt um den ”schwarzen Körper Absorber” her zustellen.
Free charge carriers in gases play an important role in everyday life, for example in fluorescent tubes, lightning during a thunderstorm, and sparks in electrical devices.
  • • Sparks in high voltage equipment can cause short circuits in the equipment which can lead to corrosion and material costs. In order to prevent and / or interrupt short circuits, the devices are equipped with insulating gases such as the electron trap SF6. To date, the decay of free electrons in the presence of SF6 on the ultrashort time scale would not be observed.
  • • It has long been a dream to trigger lightning in a thunderstorm in a controlled manner. In this context, laser pulses are recommended, a channel of ionized air between the mass and the clouds, which leads to a controlled discharge along this channel. The potential of this system would be demonstrated over a distance of a few meters in the laboratory. The knowledge about the mobility and the lifetime of the quasi-free induced electrons is needed to produce the "black body absorber".

Mehrere Verfahren wurden verwendet, um die Freie Elektronen Dynamik des Plasmas zu untersuchen. Ein diese Systeme ist die Ferro metrischen oder diffraktive Messung der Phasenverschiebung welche eine sichtbare Füller Impuls sammelt durch Übertragung des Plasmas zu einem bestimmten Zeitpunkt nach der anderen. Im Prinzip ergibt dieses Verfahren nicht die Elektronendichteverteilung. Doch nach der linearisierten Drude Formel ist das Elektron Kollisionsrate viel schwieriger zu erhalten, da die Absorption Effekte schwächer als der Phasenverschiebung für sichtbare Strahlung der Frequenz Impulse sind. Eine andere Möglichkeit ist es, die gesamte Lichtemission eines Plasmas, das durch einen verzögerten Messimpuls angeregt wurde, zu erfassen. Allerdings ist dieser Ansatz sehr indirekt da die funktionale Beziehung zwischen emittierten Lichtintensität und Plasma Größen nicht bekannt ist. THz. Strahlung ist eine vielversprechende Alternative, weil Impuls und die Plasma Frequenz aus optisch ionisierten Gasen im THz. Bereich liegen. Zum Beispiel ist die Plasmafrequenz von einem Plasma aus Elektronen und einfach ionisierten Moleküle mit einer Dichte-Nummer und Umgebungstemperatur ”Luft” Vakuum p1/2= 45 THz nach Eq. Mit einen Schwarz Körper Absorber, Tag und Nacht Elektronen einzufangen ist ein sehr vielversprechendes Thema für die freie Energie. Die THz-Spektroskopie ist bereits erwiesen um eine Entladung im Plasma zu charakterisieren in einem μs-Zeitskala, oder um der Sauerstoff-Ionisation durch Laser Pulse in Femto Sekunden im Frequenzbereich von 1 bis 3 THz zu untersuchen.Several methods were used to study the free electron dynamics of the plasma. One such system is the ferro metric or diffractive measurement of the phase shift which a visible filler pulse accumulates by transferring the plasma at a particular time after time. In principle, this method does not give the electron density distribution. However, according to the linearized Drude formula, the electron collision rate is much more difficult to obtain because the absorption effects are weaker than the phase shift for visible radiation of the frequency pulses. Another possibility is to detect the total light emission of a plasma, which was excited by a delayed measuring pulse. However, this approach is very indirect because the functional relationship between emitted light intensity and plasma sizes is unknown. THz. Radiation is a promising alternative because of momentum and the plasma frequency of optically ionized gases in the THz. Area lie. For example, the plasma frequency of a plasma is from electrons and monounsized molecules with a density number and ambient "air" vacuum p1 / 2 = 45 THz according to Eq. Using a black body absorber to capture electrons day and night is a very promising topic for the free energy. THz spectroscopy is already proven to characterize plasma discharge on a μs time scale, or to study oxygen ionization by laser pulses in femtoseconds in the frequency range of 1 to 3 THz.

Teilweise ionisierten Gasen und Plasmen.Partially ionized gases and plasmas.

Eine solche teilweise ionisiertes Gas wird auch Plasma genannt, wenn die effektive Wechselwirkung Länge und größer geladen und darauf hinweisen, dass die Fermienergie E der quasi freie Elektronen viel kleiner ist als ihre thermische Energie, welche von Maxwell-Boltzmann Theorie beschrieben ist. Im umgekehrten Fall, sind die Auswirkungen und Austausch der Fermi-Dirac-Statistik wichtig. Die Elektronen-Kopplungsparameters Gee quantifiziert die Kopplungsstärke zwischen den Elektronen, Gee < 0,1 zeigt an, dass das Elektron-Elektron-Wechselwirkung kann das Freie-Elektronen-Gas, als eine kleine Störung, in Betracht gezogen werden. Die Dynamik der Elektronen in ionisierten Gasen ist im Prinzip sehr ähnlich zu der in Metallen. Allerdings erfordert die Erzeugung der freien Elektronen in Gasen intensive Laserpulse, die die Atome und Moleküle durch die Förderung der Elektronen mit der niedrigsten Bindungsenergie Wb zu einem ungebundenen oder in einen ”freien” Zustand ionisieren. Wb wird auch Ionisierungs Energie genannt. Ein wichtiger Parameter zur Beschreibung der Ionisation ist die von Keldysh.Such a partially ionized gas is also called plasma when the effective interaction length and greater charged, indicating that the fermi energy E of the quasi-free electrons is much smaller than their thermal energy, which is described by Maxwell-Boltzmann theory. Conversely, the impact and exchange of Fermi-Dirac statistics are important. The electron-coupling parameter Gee quantifies the coupling strength between the electrons, Gee <0.1 indicates that the electron-electron interaction can be considered the free-electron gas, as a small perturbation. The dynamics of electrons in ionized gases is in principle very similar to that in metals. However, the generation of free electrons in gases requires intense laser pulses that stimulate the atoms and molecules by promoting the electrons with the lowest binding energy Wb ionize to an unbound or in a "free" state. Wb is also called ionization energy. An important parameter for describing the ionization is that of Keldysh.

Eigenschaften eines PlasmaProperties of a plasma

Ein Plasma besteht aus quasi freien Elektronen, Ionen und neutralen Teilchen. Aufgrund ihrer geringen Masse, wird die Bewegung der freien Elektronen erwartet, dass die dominierenden Beteiligungen an den optischen Eigenschaften machen. Im einfachsten Ansatz zur Beschreibung der dielektrischen Funktion eines Plasmas. Beachten Sie, dass nach Eq. ”der Gas” die Frequenzen negativ werden und unterhalb der Plasmafrequenz pl das Plasma hoch reflektierenden wird. Wenn darüber hinaus die Eindringtiefe der elektromagnetischen Welle in das Plasma kleiner als die mittlere freie Weglänge der Elektronen ist, wird der anomale Skin-Effekt wirksam. Als Folge können die Elektronen eine nichtlokale kohärente Polarisation im Plasma Regionen tiefer als die Eindringtiefe eindringen. Jedoch ist dieses Regime überhaupt nicht wichtig!A plasma consists of quasi-free electrons, ions and neutral particles. Due to their low mass, the movement of free electrons is expected to make the dominant participations in the optical properties. In the simplest approach to describe the dielectric function of a plasma. Note that after Eq. "The gas" the frequencies become negative and below the plasma frequency pl the plasma becomes highly reflective. Moreover, if the penetration depth of the electromagnetic wave into the plasma is smaller than the mean free path of the electrons, the anomalous skin effect becomes effective. As a result, the electrons can penetrate a nonlocal coherent polarization in the plasma regions deeper than the penetration depth. However, this regime is not important at all!

Die Dynamik des Freie-Elektronen-DichteThe dynamics of free-electron density

Die Rohdaten, werden nach dem Verfahren des vorhergehenden Abschnitts, um die dielektrische Funktion in der Mitte des Plasmas zu erhalten, analysiert. Die induzierten Veränderungen der dielektrischen Funktion, des Argon und das Gasgemisch, zu den freien Elektronen, gibt die entscheidende Antwort zur THz Abschirmung durch Absorbieren der EM-Strahlung. Alle Realteile sind negativ, und ihre Größe steigt mit abnehmender Frequenz. Dies ist eine klare Signatur für freie Ladungsträger. Der eigentliche Teil der gesamten dielektrischen Funktion ist immer positiv, und schließt Komplikationen des anomalen Skin-Effekts aus. Diese Behandlung, aufladen der Differenz zwischen positive und negative Elektronen aus dem THz-Bereich durch Absorption, werden bereits von verwendeten Technologien aus der Photovoltaik Branche benützt. Dies führt zu der dielektrischen Funktion von Metallen in Polyamid und Polyharnstoff-Verbindungen und/oder Substraten und erfordert eine genaue Modellierung der dielektrischen Funktion von optisch ionisierten Gasen im THz-Bereich. Das gleiche gilt für die Rekombination von positiven und negativen Ionen in SFranges. In Bezug auf den experimentellen Aufbau, könnte die unbekannte Probe Struktur durch Verwendung eines Überschall-Gasstrahl in einer kleinen Vakuumkammer mit Sputtern verbessert werden. Behandelt wird dieses, mit einer dünnen und homogenen Schicht auf beiden Seiten der Arbeitsflächen. Der hieraus resultierende erhöhte zeitliche Auflösung wird verwendet, um nach Effekte zusehen, in der frühen Phase des Plasma-Erzeugung. Ein Beispiel ist der Aufbau des EMC Screening in einem anfänglich unkorrelierten Plasma, das bereits in optisch angeregten Halbleiter verwendet worden ist.The raw data is analyzed by the method of the previous section to obtain the dielectric function in the center of the plasma. The induced changes in the dielectric function, the argon and the gas mixture, to the free electrons, gives the crucial answer to the THz shielding by absorbing the EM radiation. All real parts are negative, and their size increases with decreasing frequency. This is a clear signature for free charge carriers. The actual part of the overall dielectric function is always positive, and precludes complications of the anomalous skin effect. This treatment, charging the difference between positive and negative THz electrons by absorption, is already being used by technologies used in the photovoltaic industry. This leads to the dielectric function of metals in polyamide and polyurea compounds and / or substrates and requires accurate modeling of the dielectric function of optically ionized gases in the THz range. The same applies to the recombination of positive and negative ions in SFranges. Regarding the experimental setup, the unknown sample structure could be improved by using a supersonic gas jet in a small vacuum chamber with sputtering. This is treated with a thin and homogeneous layer on both sides of the work surfaces. The resulting increased temporal resolution is used to look for effects in the early phase of plasma generation. An example is the construction of EMC screening in an initially uncorrelated plasma that has already been used in optically excited semiconductors.

In der Physik, Chemie und Biologie, wird ein neues Werkzeug vorgenommen, um Verbindungen zwischen Makromoleküle wie zum Beispiel Proteine oder DNA in Struktur und Dynamik, herzustellen. Terahertz-Wellen können Nebel durchdringen, durch diesen Ansatz wird, das Fliegen, mit dieser besonderen Technik, noch sicherer. THz. Wellen hat aber auch seine Grenzen, da die Strahlung teilweise sehr einfach durch Wasser und Metalle, abgeschirmt werden kann. Ein Mensch besteht zum größten Teil aus Wasser. Die bestehende Technik und Anwendungen werden nicht ersetzt sondern vollständig ergänzt und eröffnen in vielen Bereichen neue Möglichkeiten. Eine Anwendung ist es; einen Kamera welche eine Quelle von THz-Strahlen braucht um Objekte aktiv durch zu scheinen. Dieses kann verwendet werden als einen mobilen Scanner wie ein X-Ray Scanner aber in diesem Fall als einen THz.-Ray Scanner. Auch hier hat die THz.Strahlung Vorteile gegenüber dem Röntgenuntersuchungsgerät, weil sie keinen Schaden im Gewebe führen bewirkt. Dieses geht nur mit solchen mit Lasern, die in der Lage sind ultrakurze Laserpulse, mit einer Dauer von 10 bis 15 Femtosekunden (FS), im Infrarot-Bereich, zu produzieren. Diese Laser können die Emission einem Halbleiterkristall aus Galliumarsenid der Terahertz-Strahlung beleben. Diese Strahlung von etwa 100 FS dauer, wird verwendet für die spektrographische Analyse. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Laserlicht durch eine so genannte nicht-linearen Kristall zu senden. Im Kristall bewegen unterschiedliche Frequenzen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten – nichtlinear – und überschneiden sich teilweise, mit dem die Terahertz-Wellen welche Differenzen aus der Überlagerung verschiedener Frequenzen erzeugen.In physics, chemistry and biology, a new tool is being used to make connections between macromolecules such as proteins or DNA in structure and dynamics. Terahertz waves can penetrate fog, this approach makes flying even safer with this special technique. THz. But waves also have their limits, since the radiation can be partially shielded very easily by water and metals. A human consists mostly of water. The existing technology and applications are not replaced but completely complemented and open up new possibilities in many areas. An application is it; a camera that needs a source of THz rays to actively shine through objects. This can be used as a mobile scanner like an X-Ray scanner but in this case as a THz.-Ray scanner. Again, the THz.Radiation has advantages over the X-ray examination device, because it causes no damage in the tissue causes. This is only possible with those with lasers capable of producing ultrashort laser pulses with a duration of 10 to 15 femtoseconds (FS), in the infrared range. These lasers can animate the emission of a semiconductor crystal of gallium arsenide of terahertz radiation. This radiation of about 100 FS duration is used for spectrographic analysis. Another possibility is to send laser light through a so-called non-linear crystal. In the crystal, different frequencies move at different speeds - nonlinear - and partially overlap, with the terahertz waves producing differences from the superimposition of different frequencies.

Hier ist ein „terahertz pulse imaging system” (TPI) die Lösung, um sowohl die kontinuierliche als die reflektierte Strahlung einen THz-Quelle zu erfassen, auszuwerten und die Abhängigkeit der absorbierende Zusammensetzung mit den sehr spezifischer Frequenzen zu erkennen. Die TPI Anteile werden aus tieferen Schichten reflektiert in dem die zu untersuchenden Objekte länger dauern bis der Ultraschall wieder registriert wird. Hierdurch ist eine räumliche Auflösung möglich. Der Laser, welche im Terahertz-Spektrum arbeitet, wurde gemeinsam entwickelt von der Firma TeraView Limited, ein Spin-off von Toshiba, die University of Cambridge, und dem Nationalen Institut für die Physik der Materie (INFM) in Italien. Sie funktioniert mit einen Arbeitstemperatur von 50 K (–223°C). Der Temperaturanstieg funktioniert für die praktischen Anwendungen. Der Vorteil deckt genau diesen interessanten Teil des elektromagnetischen Spektrums. Problem ist, dass die Wellenlänge im Bereich von Millimeter lediglich eine optische Auflösung von bis zu 0,5 mm hat, was nicht ausreichend ist um die THz-Rays zu beobachten. Die Auflösungen einzelne Zellen müssen dann < 0,5 mm sein. Das Ziel ist schließlich, die Auflösung um einen Faktor von 1000 zu verbessern. Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, Mikro-Meter mit THz-Wellen Auflösungen bis zu 8 zu erreichen, wenn das elektromagnetische Feld der THz-Strahlen mit einer feinen Metallspitze verzerrt wird. Man muss sich dieses so vorstellen dass das Licht durch ein Loch führt, welche viel kleiner ist als die Wellenlänge. Geht es durch das Loch, beschränkt es der Länge einer Wellenlänge in diesen Bereich und ist stärker divergiert. So ist es möglich, zum Beispiel unterhalb der Sender mit einer hohen Auflösung die THz-Rays zu prüfen. Die zweite Behandlung ist es, den Elektronenfluss zu fangen und sie nach der Aufnahme durch dem THz-Absorber material, weitergeben an die bereits bekannten Technologien der Photovoltaik Branche.Here, a "terahertz pulse imaging system" (TPI) is the solution to detect both the continuous and the reflected radiation, a THz source to evaluate and to detect the dependence of the absorbent composition with the very specific frequencies. The TPI components are reflected from deeper layers in which the objects to be examined take longer to register the ultrasound again. As a result, a spatial resolution is possible. The Terahertz-based laser was co-developed by TeraView Limited, a spin-off from Toshiba, the University of Cambridge, and the National Institute of the Physics of Matter (INFM) in Italy. It works with a working temperature of 50 K (-223 ° C). The temperature rise works for the practical applications. The advantage covers exactly this interesting part of the electromagnetic spectrum. Problem is that the wavelength in the range of millimeters only one optical resolution of up to 0.5 mm, which is not sufficient to observe the THz rays. The resolutions individual cells must then be <0.5 mm. The goal is finally to improve the resolution by a factor of 1000. It has been shown that it is possible to achieve micro-meters with THz wave resolutions up to 8, when the electromagnetic field of THz rays is distorted with a fine metal tip. You have to imagine this so that the light passes through a hole that is much smaller than the wavelength. Going through the hole, it limits the length of one wavelength to this area and is more divergent. So it is possible, for example, below the transmitters with a high resolution to check the THz-Rays. The second treatment is to catch the flow of electrons and pass them on to the already known technologies of the photovoltaic industry after being picked up by the THz absorber material.

Frequenz und Wellenlänge Bereichen wie Radar-Spektrum von Militär und Bevölkerungsschutz:Frequency and wavelength ranges such as radar spectrum of military and civil protection:

Das Spektrum der elektromagnetischen Wellen hat den Frequenzen bis 1024 Hz. Diese sehr große Fläche wird aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften in verschiedene Abschnitte unterteilt. Die Zuteilung von Frequenzen in den verschiedenen Bereichen wurde zuvor von Kriterien, historisch bedingt entstanden und so eine neue Einteilung der Frequenzbänder schuf, welche international gemessen und verwendet wird.The spectrum of the electromagnetic waves has the frequencies up to 10 24 Hz. This very large area is divided into different sections due to the different physical properties. The allocation of frequencies in the various areas was previously created by criteria, historically conditioned and thus created a new classification of the frequency bands, which is measured and used internationally.

Theorie der optisch detektierten magnetischen ResonanzTheory of optically detected magnetic resonance

Hier wird die Theorie der atomaren magnetischen Resonanz beschrieben, die zur Messung von Magnetfeldern mit Atomen verwendet wird. Wenn man in der Lage ist, die Energie zu messen welche die Larmorfrequenz entspricht, kann man auch das Magnetfeld messen. Da der Nachweis des Larmorfrequenz optisch erfolgt, wird Verfahren nach dem optische detektierten magnetischen Resonanz (ODMR). ODMR kann auf verschiedene Arten erfolgen. Hier wird eine Methode, auf dem der ”klassischen” Nachweismethode erstmals von Bell und Bloom im Jahre 1957 benutzt wurde, verwendet. Die Atome, in unserem Fall 87Rb Dampf, sind Ex-Atome, gestellt auf einer kleinen oszillierendes Magnetfeld jeher als RF-Feld bezeichnet. Dieses Feld ist senkrecht zu dem Magnetfeld ausgerichtet, um gemessen werden zu können. Wenn die Schwingungsfrequenz in Resonanz mit der Zeeman-Aufspaltung ist, werden die Übergänge zwischen den Zeeman-Niveaus induziert. Um diese Übergänge erfassen zu können werden die Atome polarisiert, dass bedeutet, dass einige Atome in den Grundzustandsniveaus stärker sind wie andere. Das höchste Zeeman-Niveaus wird erreicht durch den optischpolarisierten Laserstrahl welche sich parallel zum Magnetfeld füllt. Wenn man den richtigen optischen Übergang wählt, kann das Laserlicht gewisse Ebenen nicht aufnehmen, dieses wird deshalb auch „dark states” genannt Wenn die HF-Frequenz in Resonanz mit dem Zeeman-Übergang ist, werden die Atome aus dieser Zustände angetrieben. Dies führt zu einer erhöhten Absorption von Laserlicht, die mit einer Photodiode erfasst werden kann. Um das große Potenzial der Nano Tubes (NTs) in zukünftige Nanoelektronik zu realisieren, ist ein umfassendes Kenntnisse über die Dynamik der Ladungsträger in NTs von wesentlicher Bedeutung. Wie in der Einleitung bereits erwähnt, wie die zeitaufgelöste THz-Spektroskopie und Thermospectography welche ein vielversprechender Ansatz ist für dieses Problem.Here, the theory of atomic magnetic resonance is described, which is used to measure magnetic fields with atoms. If one is able to measure the energy corresponding to the Larmor frequency, one can also measure the magnetic field. Since the detection of the Larmorfrequenz is optically, the method according to the optical detected magnetic resonance (ODMR). ODMR can be done in several ways. Here, a method using the "classical" detection method, first used by Bell and Bloom in 1957, is used. The atoms, in our case 87Rb vapor, are ex-atoms, put on a small oscillating magnetic field ever called RF field. This field is oriented perpendicular to the magnetic field so that it can be measured. When the oscillation frequency is in resonance with the Zeeman splitting, the transitions between the Zeeman levels are induced. In order to detect these transitions, the atoms are polarized, which means that some atoms in the ground state levels are stronger than others. The highest Zeeman level is achieved by the optically polarized laser beam which fills in parallel to the magnetic field. If one chooses the right optical transition, the laser light can not pick up certain planes, which is why it is called "dark states". When the RF frequency is in resonance with the Zeeman transition, the atoms are driven out of these states. This leads to an increased absorption of laser light, which can be detected with a photodiode. In order to realize the great potential of nano-tubes (NTs) in future nanoelectronics, a comprehensive knowledge of the dynamics of charge carriers in NTs is essential. As mentioned in the introduction, such as time-resolved THz spectroscopy and thermospectography, which is a promising approach to this problem.

Phononenphonons

Wenn ein Bogen bis zu einer NT gerollt wird, führt die geänderte Symmetrie grundsätzlich zu neue Schwingungen, wie Drehungen oder radialen Atmungsschwingungen. Allerdings begrenzt die Polyamid und Graphit Phononen mit ihrer hohen Quantenenergien die starke Kopplung zwischen den Elektronen und den hochenergetischen Phononen in Polyamid. Dagegen ist Graphit inhärent in den NTs als gut zu bezeichnen. Wie bereits dargestellt, sind diese stark gekoppelten optischen Phononen (Scops) für Graphit, welche die Energie und die Geschwindigkeit der Elektronen Entspannung beeinflussen auch in NTs erheblich. Zum Beispiel ist die Abnahme der Gleichstromleitfähigkeit aus einem metallischen NT bei hohen angelegten elektrischen Feldern auf die Emission von den untersuchten THz. Strahlen zu geschrieben.When a bow is rolled up to an NT, the changed symmetry basically results in new vibrations, such as rotations or radial respiratory vibrations. However, the polyamide and graphite phonons with their high quantum energies limit the strong coupling between the electrons and the high-energy phonons in polyamide. In contrast, graphite is inherently good in the NTs. As already shown, these strongly coupled optical phonons (scops) for graphite, which affect the energy and speed of electron relaxation also in NTs considerably. For example, the decrease in DC conductivity from a metallic NT at high applied electric fields is due to the emission from the studied THz. Rays to written.

Optische EigenschaftenOptical properties

Das Transmissionsspektrum bei einer NT's Draht von gebündelten NTs sind die Phononen-Linien nahezu unsichtbar. Zeigen sich aber, wenn das Spektrum zwischen 500 und 1900 μm vergrößert wird. Der Brandbreiten Spitze bei 200 μm wird durch optische Übergänge durch die Krümmung in der induzierten Bandlücke der kleinen Röhrchen zugeordnet. Diese Frequenz entspricht einer Energie von 25 MeV diese Messungen kommen überein mit der der Energielücke von vergleichbaren NTs durch Rastertunnelspektroskopie. In den sichtbaren Spektralbereich sind, der optische und symmetrisch Übergangs Verbindungen nach dem „van Hove-Singularitäten”, von oben und nach unten, zurück zuführen.The transmission spectrum at an NT's wire of bundled NTs are nearly invisible to the phonon lines. But show up when the spectrum is increased between 500 and 1900 microns. The firing peak at 200 μm is assigned by optical transitions through the curvature in the induced band gap of the small tubes. This frequency corresponds to an energy of 25 MeV these measurements coincide with the energy gap of comparable NTs by scanning tunneling spectroscopy. In the visible spectral range, the optical and symmetric transition are due to compounds of the "van Hove singularities", from top to bottom.

Anerkennungrecognition

Diese Arbeit wurde in den Statuten von Untersuchungen durchgeführt, mit verschiedenen Universitäten und halb-staatlichen Unternehmen, innerhalb von Europa, die USA und die eigene Forschung und Entwickelungs-Abteilung. Das Hauptziel ist es, eine Methodik Gestaltung fest zustellen, was mit ein reaktives Sputtering Technolgie einen maximale Flexibilität der abgeschiedene Polymer-Matrix, welche am Ende durch chemische Reaktion zwischen dem Zielmaterial und einem Metall-Gas (ohne Ionen-Wolken), in die Vakuumkammer eingebracht, gebildet wird. Oxid und Nitrid Filme werden oftmals unter Verwendung von reaktiven Sputtern hergestellt.This work was carried out in the statutes of investigations, with various universities and semi-state enterprises, within Europe, the US and its own research and development department. The main goal is to a methodology to determine what is formed with a reactive sputtering technology maximum flexibility of the deposited polymer matrix, which in the end by chemical reaction between the target material and a metal gas (without ion clouds), introduced into the vacuum chamber. Oxide and nitride films are often made using reactive sputtering.

”Hoch Leistungs Impulse durch Magnetron-Sputterer, und die damit verbundene Entladungen” werden verwendet für die „Strahlungs Energie Absorber”."High power pulses through magnetron sputterers, and the associated discharges" are used for the "radiation energy absorber".

Eine Gestaltung, um den Differenz der Freie-Elektronen-Spannungen von THz Oberfläche- Absorber auf die superparamagnetischen Gitter zu sammeln zeigen anhand der Bildung von nanometergroßen einzelnen Ferromagneten, einem quadratischen oder hexagonalen zweidimensionalen Gitter. Jedes magnetische Element hat seine eigene Domäne und speichert seine Informationseinheit. Um die Datenspeicherung, auf einen Minimum zu reduzieren, wird der Magnetisierungsrichtung senkrecht zu der ebenen Fläche der THz-Absorber Schicht des Speichermediums ausgerichtet. Ideal wäre ein länglicher zylindrischer Ferromagnet, dessen Zylinderachse senkrecht zur Ebene liegt, so dass es zum Ausrichten der Magnetisierungsrichtung, sich nur durch die Form entlang der Stabachse orientieren kann. Es ist möglich, die Speicherdichte der strukturierten Elektronen mittlerer Größenordnung, zu sammeln und liegt viel höher als bei den herkömmlichen Elektronen-Absorber. Zum Beispiel wird die Speicherdichte stark beflügelt von den aktualisierten hexagonale Anordnung von Nano-Stabmagnete mit einer periodischen Größe von 50 nm zum Abstand der Einbeulung.A design to collect the difference in free-electron voltages of THz surface absorbers on the superparamagnetic lattices is shown by the formation of nanometer-sized single ferromagnets, a square or hexagonal two-dimensional lattice. Each magnetic element has its own domain and stores its information unit. In order to minimize data storage, the magnetization direction is oriented perpendicular to the flat surface of the THz absorber layer of the storage medium. Ideal would be an elongated cylindrical ferromagnet whose cylinder axis is perpendicular to the plane, so that it can orient itself to align the direction of magnetization, only by the shape along the rod axis. It is possible to collect the storage density of the structured electrons of average magnitude, and is much higher than in the conventional electron absorber. For example, the storage density is greatly boosted by the updated hexagonal array of nanobeam magnets with a periodic size of 50 nm to the pitch of the dent.

In den letzten Jahren wurde Gruppen von Nanostäbchen mit Magneten Interferenzen und Imprintlithographie hergestellt. Da die einzelnen Ferromagneten nur kleine Seitenverhältnisse (Länge/Durchmesser ≤ 2) hatten, war die magnetische Anisotropie und Härte vergleichsweise gering. Außerdem sind die Dipol-Dipol-Wechselwirkungen in Ensembles von hoher Sensibilisierung für Information in jedem Ferromagneten zu speichern. Die Nano-Stangen als Gesamteinheit, die einem Magneten, welche einen hohem Längenverhältnis (Länge/Durchmesser > 10) haben, und somit einen mehr ausgeprägte, magnetische Anisotropie entlang der Stabachse mit Hilfe von Schablonen erhält. Eine Form oder Matrix-Struktur dient als Schablone für die Füllmaterialien.In recent years, groups of nanorods have been produced using magnet interference and imprint lithography. Since the individual ferromagnets had only small aspect ratios (length / diameter ≤ 2), the magnetic anisotropy and hardness were comparatively low. In addition, the dipole-dipole interactions are to be stored in ensembles of high sensitization to information in each ferromagnet. The nano rods as a whole, which receives a magnet, which have a high aspect ratio (length / diameter> 10), and thus a more pronounced, magnetic anisotropy along the rod axis with the aid of templates. A mold or matrix structure serves as a template for the filling materials.

In den letzten Jahren sind umfangreiche Erfahrungen in der Herstellung von hoch geordneten poröse Al2O3-Porenstrukturen mit 500 nm Größe gemacht worden.

  • (a) Schematische Darstellung einer Al2O3-Porenstruktur.
  • (b) Eingliederung des übergeordneten und
  • (c) ungeordnete Al2O3 Porenstruktur mit einem Rasterelektronenmikroskop, mit elektrochemische Oxidation von Aluminium.
Analog zu einer polykristallinen Festkörpern auf den die Porenkanäle von 2D selbst organisierte Strukturen mit Ausdehnungen von mehr als zehn Gitterabstände erreichen. Selbst-Organisation in der Bildung von Al2O3 wurde 1995 zum ersten Mal von Masuda und Fukuda beobachtet. Basierend auf diesen Forschungsergebnissen ist es in den letzten Jahren gelungen, hoch geordneten Porenstrukturen in einem weiten Größenbereich zu produzieren, wobei die Porenabstand (DINT = 50–500 nm), die Länge der Porenkanäle (L = 0,2 bis 200 Mikron) und der Durchmesser DP variiert unabhängig voneinander sein kann (0,3·DINT <DP>DINT). Die Idee von Al2O3-Porenstrukturen als Matrix für die Herstellung von magnetischen mit Ensembles geht zurück bis 1975. Seitdem sind zahlreiche Publikationen zu den physikalischen Eigenschaften der Nanostäbchen in Al2O3 in ungeordnete Porenstrukturen veröffentlicht worden. Bei genauerer Analyse zeigt, dass in den meisten Publikationen nur sehr geringe Füllgrade erreicht wurden (5–20%). Die Erfindung ist die homogene Füllung der hochgeordneten Al2O3-Porenstrukturen mit ferromagnetischen Materialien und deren Charakterisierung. In der vorliegenden Erfindung, werden hoch geordneten Porenstrukturen mit Al2O3, mit ein DINT = 65 und 100 nm, Abstand hergestellt. Hier würden neue Erkenntnisse um die geordnete Poren Wachstum und Prognose von möglicher neuer Regelungen gewonnen. Für die Abscheidung von ferromagnetischen Materialien, in den Porenstrukturen ein Strom Impuls Abscheidung entwickelt und optimiert.In recent years, extensive experience has been gained in the production of highly ordered porous Al 2 O 3 pore structures of 500 nm size.
  • (a) Schematic representation of an Al 2 O 3 pore structure.
  • (b) incorporation of the parent and
  • (c) disordered Al 2 O 3 pore structure with a scanning electron microscope, with electrochemical oxidation of aluminum.
Analogous to a polycrystalline solid on which the pore channels of 2D self-organized structures with extents of more than ten lattice spacings reach. Self-organization in the formation of Al 2 O 3 was first observed in 1995 by Masuda and Fukuda. Based on these research results, it has been possible in recent years to produce highly ordered pore structures in a wide size range, with the pore spacing (DINT = 50-500 nm), the length of the pore channels (L = 0.2 to 200 microns) and the Diameter DP can be varied independently of each other (0.3 · DINT <DP> DINT). The idea of Al 2 O 3 pore structures as a matrix for the production of magnetic and ensembles dates back to 1975. Since then, numerous publications on the physical properties of nanorods in Al 2 O 3 have been published in disordered pore structures. Closer analysis shows that in most publications only very low fill levels were achieved (5-20%). The invention is the homogeneous filling of the highly ordered Al 2 O 3 pore structures with ferromagnetic materials and their characterization. In the present invention, highly ordered pore structures are prepared with Al 2 O 3 , with a DINT = 65 and 100 nm. Here, new insights were gained about the ordered pore growth and prognosis of possible new regulations. For the deposition of ferromagnetic materials, in the pore structures a current impulse deposition is developed and optimized.

Eine 100% Füllung der Poren erhalten Nickel und Kobalt. Im Gegensatz zu Dünnschicht Speichermedien, welche auf harten magnetischen Kobalt Verbindungen basieren, ist dass die weich magnetische Nickel Nanostäbchen Kombination das geeignete Material. Mit Hilfe der magnetischen Rasterkraftmikroskopie (MFM) hat man einen Einblick in die Domänen-Struktur der hexagonal Magnet, Ensembles und deren Schaltverhalten bei der Ausübung eines äußeren Magnetfeldes. Magnetisierungsmessungen der gesamten Probe mit „superconducting quantum interference device” (SQUID) und MFM zeigen eine gute Übereinstimmung mit den mikromagnetische Berechnungen von Hertel und makroskopischen Ising-Modelle.A 100% filling of the pores is nickel and cobalt. Unlike thin film storage media based on hard magnetic cobalt compounds, the soft magnetic nickel nanorod combination is the most suitable material. With the help of magnetic atomic force microscopy (MFM) one has an insight into the domain structure of the hexagonal magnet, ensembles and their switching behavior when exerting an external magnetic field. Magnetic measurements of the entire sample with "superconducting quantum interference device" (SQUID) and MFM show good agreement with the micromagnetic calculations of Hertel and macroscopic Ising models.

Unter Einstromluftmassen, bildet sich auf der Oberfläche von Aluminium eine natürliche, geschlossene homogenen Oxidschicht von etwa 3 nm. Der Aluminiumoxidfilm (Al2O3) gleichrichtet der AC Spannungen, die bei elektrischen Strom Schlag als Diode funktioniert aufgrund dieser physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise bei Aluminium und auch Tantal, welche zur Gruppe der Ventilmetalle gezählt werden. Die Erhöhung der Dicke der natürlichen Oxidschicht durch eine elektrochemische Oxidation und seiner physikalischen Eigenschaften selektiv manipuliert. Die ersten Anwendungen von oxidierten Aluminium-Oberflächen sind Kondensatoren und Gleichrichter. Für Kondensatoren als Dielektrikum wird Al2O3 verwendet, und das Oxid Dicke hängt von der lineare Oxidationspotential ab welche typischerweise homogenen dielektrischen Schichten erzeugen kann bis zu 1 Mikron. Verfahren der elektrochemischen Oxidation von Aluminium wird anodisiert genannt, und die sich bildende Oxidschicht ist als Eloxieren bekannt.Under Einstromluftmassen, forms on the surface of aluminum a natural, closed homogenous oxide layer of approximately 3 nm. The aluminum oxide film (Al 2 O 3 ) rectifies the AC voltages, which at electric current blow as Diode works because of these physical properties, such as aluminum and tantalum, which are included among the group of valve metals. The increase in the thickness of the natural oxide layer is selectively manipulated by an electrochemical oxidation and its physical properties. The first applications of oxidized aluminum surfaces are capacitors and rectifiers. For capacitors as a dielectric, Al 2 O 3 is used, and the oxide thickness depends on the linear oxidation potential, which typically can produce homogeneous dielectric layers up to 1 micron. The method of electrochemical oxidation of aluminum is called anodizing, and the forming oxide layer is known as anodizing.

Anwendung potential von Al2O3 war die Entdeckung des ungeordneten porösen Aluminiumoxides. Wenn die poröse Oxidschicht Dicke nicht mehr vom Oxidations-potential abhängig ist, sondern linear mit der Zeit wächst, so dass Oxidschichten von mehr als 100 Mikrometer erzeugt werden kann. Diese mechanischen und robusten Oxidschichten werden hauptsächlich in Korrosions-verhinderungs-Vorrichtung von Aluminium Teilen in Flugzeugen und der Verarbeitung von Haushaltswaren und Möbel in Aluminium verwendet.Application potential of Al 2 O 3 was the discovery of disordered porous alumina. When the porous oxide layer thickness is no longer dependent on the oxidation potential, but grows linearly with time, so that oxide layers of more than 100 microns can be generated. These mechanical and robust oxide coatings are mainly used in anti-corrosion device of aluminum parts in aircraft and processing of household goods and furniture in aluminum.

Die gemessene Dichte IOx steigt an die Oberfläche und wird komplett durch Poren bedeckt, mit der die Zahl der Interaktionen zwischen den Poren steigt die langsamer IOx, bis ein stabiles Medium Porenabstand DINT einsetzt. Die Zeit vom Beginn der Oxidation zu stabilen Porenwachstum dauert nur wenige Minuten mit Schwefelsäure. Erforderliches Minimum liegt sonst bei 15–20 Stunden und für Oxalsäure 2–3 Stunden.The measured density IOx rises to the surface and is completely covered by pores, with which the number of interactions between the pores increases the slower IOx until a stable medium pore distance DINT sets in. The time from the beginning of oxidation to stable pore growth only takes a few minutes with sulfuric acid. The minimum required is 15-20 hours and for oxalic acid 2-3 hours.

Die Leere ist das Wachstum durch ein Gleichgewicht zwischen feldunterstützte Auflösung von Al2O3 in den Poren des Bodens und Oxidbildung auf der halbkugelförmigen Grenzschicht zwischen Oxid und Metall gekennzeichnet. Der Verlauf der elektrischen Feldlinien werden die Bewegungsrichtung von Anionen und Kationen in Barrierenoxid gezeigt. Makroskopisch gleichmäßigen Poren wachsen durch die chemische Auflösungsrate wobei das Oxid an den Elektrolyten und Grenzfläche begrenzt ist. Der anderen Seite ist abhängig von der aktuellen starken Leistung im vierten Abschnitt der aufgetragenen einzelnen Zellenspannung pro cm2.The emptiness is characterized by a balance between field-assisted dissolution of Al 2 O 3 in the pores of the soil and oxide formation on the hemispherical boundary between oxide and metal. The course of the electric field lines are shown the direction of movement of anions and cations in barrier oxide. Macroscopically uniform pores grow through the chemical dissolution rate, with the oxide being confined to the electrolyte and interface. The other side is dependent on the current strong power in the fourth section of the applied single cell voltage per cm 2 .

Herstellung geordneter Al2O3-PorenstrukturenPreparation of ordered Al 2 O 3 pore structures

Aluminium ist ein sehr weiches Material, eine besondere Behandlung ist daher erforderlich damit es als Ausgangsmaterial für übergeordnete porösen Al2O3 benützt werden kann. Eine Reihe von Anforderungen auf dem Ausgangssubstrat und die elektrochemische Bearbeitung werden vorgenommen, so dass ein hohes Maß an Ordnung der Al2O3-Porenstruktur erhalten wird:

  • • hochreinem polykristallinem Aluminium (99,999%) mit Kristallin großen > 1 mm.
  • • Sehr geringe Oberflächenrauhigkeit des Aluminiumsubstrats.
  • • Keine chemischen Verunreinigungen.
  • • ständigem Rühren des Elektrolyten.
  • • Kühlung des Elektrolyten und der Probe (T = 0 bis 5°C).
  • • Als Ausgangssubstrat, 0,5 bis 1 mm dick, hoher Reinheit (99,999%)
  • • Alu-Scheiben mit einem Durchmesser von 20 mm.
Aluminum is a very soft material, so a special treatment is required so that it can be used as a starting material for parent porous Al 2 O 3 . A number of requirements on the starting substrate and the electrochemical machining are made so that a high degree of order of the Al 2 O 3 pore structure is obtained:
  • • high-purity polycrystalline aluminum (99.999%) with a large crystal> 1 mm.
  • • Very low surface roughness of the aluminum substrate.
  • • No chemical contaminants.
  • • constant stirring of the electrolyte.
  • • Cooling of the electrolyte and the sample (T = 0 to 5 ° C).
  • • As starting substrate, 0.5 to 1 mm thick, high purity (99.999%)
  • • Aluminum discs with a diameter of 20 mm.

Die Substratoberfläche wird nacheinander gewaschen mit Aceton, Ethanol und destilliertem Wasser in einem Ultraschallbad entfettet. Danach wird die Aluminiumplatte Platte in einer Lösung von Fluorwasserstoff-, Salpeter und Salzsäure (HF:HNO3:HCl:H2O = 1:10:20:69) gereinigt bei 60°C für 30 s und dann einige Minuten mit destilliertem Wasser spülen. Das Substrat wird auf 3 Std. unter N2-Atom im Bereich 500°C geglüht. Die Größe der Substrat-Kristalline wächst in dieser Zeit von 2–15 mm. Die Probenoberfläche in einer elektrochemischen Zelle elektrolytisch (siehe nächster Abschnitt) mit einem Potential von 20–25 Volt.The substrate surface is washed successively with acetone, ethanol and distilled water degreased in an ultrasonic bath. Thereafter, the aluminum plate plate is cleaned in a solution of hydrogen fluoride, nitric and hydrochloric acid (HF: HNO 3 : HCl: H 2 O = 1: 10: 20: 69) at 60 ° C for 30 seconds and then for a few minutes with distilled water do the washing up. The substrate is annealed for 3 hours under N 2 atom in the range 500 ° C. The size of the substrate crystalline grows in this time from 2-15 mm. The sample surface in an electrochemical cell electrolytic (see next section) with a potential of 20-25 volts.

Zum Polieren, wird eine Mischung aus Perchlorsäure und Ethanol (HClO4 (60%): 25: C2H5OH = 75) Lösung nicht bei Raumtemperatur verwendet, weil es die metallische Oberfläche Potenzia nicht angreift. Zu Beginn wird der Elektrolyt nur leicht auf der gesperrten Substratoberfläche gerührt. Nach 30 Sekunden, mit ein konstantes Polieren mit einem Strom (40–80 mA/cm2) Einstellung, verdoppelte sich die Rührgeschwindigkeit des Polierverfahren für 3 bis 5 Minuten in einem größeren Polierstrom (70–120 mA/cm2) weiter. Schließlich wird die Probe mit destilliertem Wasser gründlich gereinigt. Danach ist die lokale Rauheit weniger als 30 nm, wie durch das Rasterkraftmikroskopie gezeigt wird. Die makroskopische Rauhigkeit ist wesentlich größer. Die Substrate werden anschließend mechanisch poliert, um eine homogene Rauhigkeit von etwa 40 nm über der gesamten Substratoberfläche zu erreichen.For polishing, a mixture of perchloric acid and ethanol (HClO 4 (60%): 25: C 2 H 5 OH = 75) solution is not used at room temperature because it does not attack the metallic surface of Potenzia. At the beginning, the electrolyte is only lightly stirred on the blocked substrate surface. After 30 seconds, with constant polishing at a current (40-80 mA / cm 2 ) setting, the stirring rate of the polishing process further doubled for 3 to 5 minutes in a larger polishing current (70-120 mA / cm 2 ). Finally, the sample is thoroughly cleaned with distilled water. Thereafter, the local roughness is less than 30 nm, as shown by atomic force microscopy. The macroscopic roughness is much larger. The substrates are then mechanically polished to achieve a homogeneous roughness of about 40 nm over the entire substrate surface.

Um die poröse Schicht herzustellen wird Al2O3 Elektrolyt Oxalsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure verwendet. Die Temperatur des Materials und der Elektrolyt ist 1–3°C. Temperatur, Spannung und Strom werden durch einen Computer gesteuert und überwacht. Die Porenstrukturen der Oxalsäure liegt bei 0,3 bis 0,5 M und die Zellspannung von UOX = 40 V. Die vorbehandelten hergestellte Aluminiumsubstrat, Styropor, einen Elektromotor, und eine Pt-Elektrode Rührer, O-Ring Wasserkühlung wird mit Aluminiumfolie abgedeckt und in die Ätzzelle aufgenommen. Der Elektrolyt kann bei Raumtemperatur in der Teflonbecher zugegeben werden. Das gesamte wird auf die vorbestimmte Temperatur abgekühlt, die Leistung des Peltier-Element nimmt ca. 1½ bis 2 Stunden in Anspruch. Die erste anodische Oxidation ist nach 2–4 Tage, je nach Grad des Wachstums und der Anordnung der Poren, angepasst. Die Dicke der Porenstruktur liegt bei 100–200 Mikron, und die Wachstumsrate beträgt 1–2 Mikrometer/Std. bei einer Stromdichte von stabilisierten IOx ”1,3 mA/cm2. Schwefelsäure ist die stärkste der verwendeten Säuren und greift in die polierte Aluminiumoberfläche, bevor UOX erstellt wird. Daher wird das Material und die Schwefelsäure voneinander getrennt und in einem Gefrierschrank bei 0°C abgekühlt. Die Kühlplatte wird auf eine Temperatur von 1–2°C eingestellt, und in dem Kühlschrank vorgekühlt. Kurz vor Beginn der Oxidation, wird der Teflon-Becher mit Elektrolyt gefüllt, und baut sich das gesamte Säure-System schnell zusammen auf einer Zellspannung. Im Fall von Schwefelsäure wirkt das Oxidwachstum etwa doppelt so schnell wie mit Oxalsäure (2 bis 3,5 Mikron/Std.) einen hoher Ordnung der Poren, nach 1–2 Tagen, mit 0,3 M oder 2 M Schwefelsäure in einer Oxidationsspannung von 25 V bis 18,7 V, erreicht und Stabilisiert sich bei einen Stromdichte von IOx ”2,5 mA/cm2.To produce the porous layer, Al 2 O 3 electrolyte is used oxalic acid, sulfuric acid and phosphoric acid. The temperature of the material and the electrolyte is 1-3 ° C. Temperature, voltage and current are controlled and monitored by a computer. The pore structures of oxalic acid is 0.3 to 0.5 M and the cell voltage of UOX = 40 V. The pretreated aluminum substrate produced, Styrofoam, an electric motor, and a Pt electrode stirrer, O-ring water cooling is covered with aluminum foil and sealed in the etching cell added. The electrolyte can be added at room temperature in the Teflon beaker. The whole is cooled to the predetermined temperature, the power of the Peltier element takes about 1½ to 2 hours to complete. The first anodic oxidation is adjusted after 2-4 days, depending on the degree of growth and the arrangement of the pores. The thickness of the pore structure is 100-200 microns, and the growth rate is 1-2 microns / hr. at a current density of stabilized IOx "1.3 mA / cm 2 . Sulfuric acid is the strongest of the acids used and engages the polished aluminum surface before UOX is created. Therefore, the material and the sulfuric acid are separated from each other and cooled in a freezer at 0 ° C. The cooling plate is set to a temperature of 1-2 ° C, and pre-cooled in the refrigerator. Just before the oxidation begins, the teflon cup is filled with electrolyte, and the entire acid system quickly builds together on a cell voltage. In the case of sulfuric acid, the oxide growth acts about twice as fast as with oxalic acid (2 to 3.5 microns / hr) a high order of pores, after 1-2 days, with 0.3 M or 2 M sulfuric acid in an oxidation voltage of 25V to 18.7V, and stabilizes at a current density of IOx "2.5mA / cm" 2 " .

Füllungsgrad der PorenFilling degree of the pores

Die Porenstrukturen, werden mit Hilfe einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) auf der festgestellte Füllstand und den Grad der Füllung, gefüllt. Die Oberfläche des Materials, wird mittels eines fokussierten Argon-Ionenstrahls in den 100 nm tiefe trichterförmige Vertiefung in der Struktur, zerstäubt. Die Tiefe der Ablation wird, anhand der Sputterings-Zeit, berechnet.The pore structures are filled with the help of a scanning electron microscope (SEM) on the detected level and the degree of filling. The surface of the material is atomized by means of a focused argon ion beam into the 100 nm deep funnel-shaped depression in the structure. The depth of the ablation is calculated from the sputtering time.

Die Kobalt-Füllgrade ähneln sich vom Ausgangsmaterialien, welche wegen der Ähnlichkeit der elektrochemischen Dichte, Wert und Redox-Potential, erreicht wird. Kleinere Porendurchmesser von 25 (Schwefelsäure), 30 und 40 nm (Oxalsäure) werden korrigiert um Stromdichten mit einen ähnlicher hohe Füllgrade zu erreichen. Die Charakterisierung der ferromagnetischen Nanostäbchen ist mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), die kristalline Struktur der Nanostäbchen zu bestimmen. Zu diesem Zweck wurden die Stäbchen aus dem Oxid-Matrix freigesetzt.The cobalt fill levels are similar to the starting materials, which are achieved because of the similarity of electrochemical density, value, and redox potential. Smaller pore diameters of 25 (sulfuric acid), 30 and 40 nm (oxalic acid) are corrected to achieve current densities with similar high fill levels. The characterization of the ferromagnetic nanorods is to be determined by means of transmission electron microscopy (TEM), the crystalline structure of the nanorods. For this purpose, the rods were released from the oxide matrix.

Durch Ätzen in Chromsäure werden in wenige Tage schwebende Nanostäbchen erzeugt, das mit der Zeit Sedimentiert wird, nach der Filterung gelöst in Wasser-Sticks zu einem Rinnsal und auf dem Träger aufgebracht und mittels TEM untersucht. Nachdem das Wasser verdampft ist, entsteht ein dünner Film aus Nanostäbchen auf dem Kohlenstofffilm welche mittels TEM gut zu erkennen ist. Querschnitte der gefüllten Oxidstrukturen wurden durch Mikrotom Bearbeitung Techniken bestimmt.By etching in chromic acid floating nanorods are generated in a few days, which is sedimented over time, after filtering dissolved in water sticks to a trickle and applied to the carrier and examined by TEM. After the water has evaporated, a thin film of nanorods is formed on the carbon film, which is easily recognized by TEM. Cross sections of the filled oxide structures were determined by microtome processing techniques.

Die Abscheidung von Ni-FeThe deposition of Ni-Fe

Um eine Watts Nickelbad zu verwenden, wird 8 bis 18 g/l, FeSO4 × 7H2O zugegeben. Dieses wird mit eine Oxalsäure-Porenstrukturen, DINT = 100 nm und DP = 35 m mit den folgenden Abscheidungsparameter abgeschieden: Tpuls = 8 ms, t aus = 1000 ms, und IPuls = 25 mA/cm2. Der gefüllten Porenstrukturen nach der Abscheidung in 20%iger HCl und mittels des Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) die Zusammensetzung des abgeschiedenen Materials zubestimmen. Mit dem Elektrolyten, der den niedrigsten Gehalt an Eisen (0,8 g/l FeSO4 × 7H2O) hat, ist die Permalloy Legierungs Verhältnis fast erreicht. Darüber hinaus zeigten bei Zugabe von geringen Mengen von Eisenkonzentration FeSO4 × 7H2O in den Stäbchen welche die Elektrolyten deutlich Erhöhen.To use a Watts nickel bath, 8 to 18 g / l, FeSO 4 x 7 is H 2 O was added. This is deposited with an oxalic acid pore structure, DINT = 100 nm and DP = 35 m with the following deposition parameters: Tpuls = 8 ms, t out = 1000 ms, and IPuls = 25 mA / cm 2 . The filled pore structures after deposition in 20% HCl and by atomic absorption spectrometry (AAS) to determine the composition of the deposited material. With the electrolyte having the lowest iron content (0.8 g / l FeSO 4 × 7 H 2 O), the permalloy alloy ratio is almost reached. Moreover, with the addition of small amounts of iron, FeSO 4 × 7 H 2 O in the rods significantly increased the electrolytes.

Die Zusammensetzung der Registerkarte.The composition of the tab.

Elektrolyte unterscheiden sich deutlich von den Stäbchen. Obwohl Eisen (Fe2++ 2e-, Fe® = –0,44 eV) eine negativere elektrochemische Potentiale wie Nickel (Ni2++ 2e-Ni® = –0,23 eV) hat, kann das weniger Edelmetall aus Eisen ablagern und die Elektrolyten erheblich erleichtern. Diese Anomalie wird hauptsächlich in der gemischte Niederschläge von Ni und Fe beobachtet. Die Reduktion von Eisen und Nickel-Ionen an der Elektrode erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird eine Elektroneninjektion, aus Fe2+- und Ni2+Ionen an der Elektrode gegeben. Die einfach geladenen Ionen werden dann direkt mit der Elektrode adsorbiert. In der zweiten Reaktionsstufe; Ni+ reduziert viel schneller als die Fe+-Ionen, so dass das Verhältnis von adsorbierten Ionen [c(Fe+): c(Ni+)] größer auf der Elektrodenoberfläche ist als c(Fe2+): c(Ni2+) in dem Elektrolyten. Der hohe Grad der Abdeckung der Inertial-Fe+-Ionen behindert die Abscheidung von Nickel. Eine kleine Menge an Eisen in den Elektrolyten ist ausreichend für die Abscheidung von Permalloy.Electrolytes are significantly different from the rods. Although iron (Fe 2 ++ 2e, Fe ® = -0.44 eV) has a more negative electrochemical potential, such as nickel (Ni 2 ++ 2e-Ni ® = -0.23 eV), the less noble metal can be deposited from iron and considerably facilitate the electrolytes. This anomaly is observed mainly in the mixed precipitation of Ni and Fe. The reduction of iron and nickel ions at the electrode takes place in two steps. In the first step, an electron injection from Fe2 + - and optionally Ni 2 + ions at the electrode. The singly charged ions are then adsorbed directly with the electrode. In the second reaction stage; Ni + reduces much faster than the Fe + ions, so that the ratio of adsorbed ions [c (Fe +): c (Ni +)] is larger on the electrode surface than c (Fe 2 +): c (Ni 2 +) in the electrolyte , The high degree of inertial Fe + ion coverage hinders the deposition of nickel. A small amount of iron in the electrolyte is sufficient for the deposition of permalloy.

Diesen Technologien ist der Absorber und Elektronen-Transportvorrichtung, sehr effektiv, um die Elektronen Spannungen auf der Oberfläche THz-Absorber zu erfassen, vom elektromagnetische Feld absorbiert und kann folgende Ergebnisse dargestellt und präsentiert werden, um die wesentlichen Arbeitsweise des „Strahlungs Absorber” zu erklären.For these technologies, the absorber and electron transport device, very effective to detect the electron voltages on the surface THz absorber, is absorbed by the electromagnetic field and the following results can be presented and presented to explain the essential operation of the "radiation absorber" ,

Kobalt hat die höchste magnetooptischen Anisotropie. Aufgrund der hexagonalen Kristallsymmetrie kann nur Kobalt vorzugsweise entlang der c-Achse magnetisiert werden. Für eine vollständige Magnetisierung senkrecht zu der c-Achse muss ein externes Magnetfeld von etwa HK = 10.000 Oe aufgewendet werden. Cobalt ist das einzige Material in dieser Arbeit, die eine uniaxiale magneto-kristalline Anisotropie ist. Eisen hat eine wesentlich geringere Kristallanisotropie. Da sich die Eisenatome in der kubisch-raumzentrierten Kristallgitter zu Eisen anordnet, einfach entlang der (100)-Ebene, magnetisiert werden.Cobalt has the highest magneto-optic anisotropy. Due to the hexagonal crystal symmetry, only cobalt can be preferentially magnetized along the c axis. For a complete magnetization perpendicular to the c-axis, an external magnetic field of about HK = 10,000 Oe has to be used. Cobalt is the only material in this work, which is a uniaxial magneto-crystalline anisotropy. Iron has a much lower crystal anisotropy. As the iron atoms in the cubic-body-centered crystal lattice align with iron, they are simply magnetized along the (100) plane.

Kobalt wird auf der Oberseite der Nano-Stäbchen verwendet, um die freien Elektronen-Spannungen zu erfassen und zu fangen vom THz-Oberflächen Absorber, und hat drei bevorzugte Richtungen. Der zusätzliche Energieaufwand um einen Magnetisierungstransfer in einer schweren Ausrichtung zu vervollständigen entspricht ein Feld von ca. HK = 500 Oe. eine sehr kleine Anisotropie der kubisch-Nickel mit seinen vier bevorzugten Richtungen entlang. Es holt die Elektronen Spannungen entlang dem gesamten Raum der Oberfläche, Modell von Jacobs und Bohne, bis zur Elektron Spannungen in der Aluminium-Nanoröhren-Nanostäbchen um dieses zu transportieren. Jacob Bean Schätzung der Formanisotropieenergie eine homogen magnetisiert Zylinder mit einer Kette von gleichmäßig magnetisierten Bereichen, aus denen miteinander und in ihrer Dipolmomente der gleichen Richtung anzeigen zusammenwirken. Der Ansatz von Jacob Bean übernommen und basiert auf der Tatsache, dass elektrochemisch produzierte Nano-Stabmagneten von Nanometergroßen, Kristallinen zusammengesetzt sind. Dieser generierte Nanostäbe hat eine ähnliche Morphologie wie normale elektrische Drähte.Cobalt is used on the top of the nanoparticles to capture and trap the free electron voltages from the THz surface absorber, and has three preferred directions. The additional energy required to complete a magnetization transfer in a heavy orientation corresponds to a field of approximately HK = 500 Oe. a very small anisotropy of cubic-nickel with its four preferred directions along. It picks up the electrons tensions along the entire space of the surface, model of Jacobs and bean, until electron tensions in the aluminum nanotube nanorod to transport this. Jacob Bean's estimate of the shape anisotropy energy is a homogeneously magnetized cylinder with a chain of uniformly magnetized areas from which interact with each other and in their dipole moments of the same direction. The approach adopted by Jacob Bean is based on the fact that electrochemically produced nanobar magnets are composed of nanometer-sized, crystalline ones. This generated nanorod has a similar morphology to normal electrical wires.

Aufnahme THz-Absorber und Nanostäbchen.Inclusion of THz absorber and nanorods.

Die THz-Vlies Absorber in Kombination mit den beschriebene Nanostäbchen Spannungs Absorber und in Kombination mit den Elektronen Transporter, präsentiert eine völlig neue Basis Technologie für freie Energie, deren Wirkungsgrade massiv sein wird und nicht nur auf sichtbares Licht Spektren beschränkt ist, sondern nutzt den vollen Zugriff von Quanten-Strahlungen. Die wichtigste Fähigkeit ist, dass diese Art der Energie-Absorber, Tag und Nacht arbeiten und daher keine Batterie Speicher benötigt wird wegen der vollen zur Verfügung stehender kosmischer Strahlung. Der Energy Absorber wird am Tag höher als in der Nacht sein, aber die freie Energie Kollektor arbeitet ständig 24 Stunden am Tag.The THz nonwoven absorber in combination with the described nanorod voltage absorber and in combination with the electron transporter, presents a completely new base technology for free energy whose efficiencies will be massive and not limited to visible light spectra, but utilizes the full Access of quantum radiations. The most important ability is that this type of energy absorber works day and night and therefore no battery storage is needed because of the full available cosmic radiation. The energy absorber will be higher during the day than at night, but the free energy collector works constantly 24 hours a day.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Anlage 3 Blatt Zeichnung/Abbildung

1
Magnetischen Gitter, bestehend aus mindestens 2 Schichten Textil Vlies, mit Graphen Nano-Plättchen und isolierende Gasplasma Metallen als Absorber.
2
Gefüllte Nano-Röhrchen, Stäbchen als Di-Elektrikum bestehend aus AL2O3 um den absorbierte Strahlung in Elektrizität um zuwandeln und zu transportieren.
2a
Bild von Oben auf den Nano-Röhrchen.
2b
Bild ebenfalls von Oben auf den Nano-Röhrchen 500 nm
3
Aluminium Platte und Transport Leiter.
Appendix 3 Sheet drawing / illustration
1
Magnetic lattice, consisting of at least 2 layers of textile nonwoven, with graphene nano-platelets and insulating gas-plasma metals as absorber.
2
Filled nano-tubes, rods as di-electrics consisting of AL 2 O 3 to convert the absorbed radiation into electricity to convert and transport.
2a
Picture from the top of the nano-tube.
2 B
Image also from the top of the nanotube 500 nm
3
Aluminum plate and transport ladder.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • ASTM D4935-99-Verfahren [0046] ASTM D4935-99 Method [0046]
  • Norm EN 1149-1 [0047] Standard EN 1149-1 [0047]

Claims (5)

Strahlungs Absorber, dadurch gekennzeichnet; dass eines Textil Vlieses welche auf einen ferromagnetische kalorische Metallisierungs-Prozess berührt.Radiation absorber, characterized ; that of a textile nonwoven which contacts a ferromagnetic caloric metallization process. Strahlungs Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; welche in der Lage ist über einen Nano und Piko Metallen Zusammensetzung in der Oberfläche, Elektromagnetisches wie auch kosmische Strahlung zu absorbieren.Radiation absorber according to claim 1, characterized in that; which is able to absorb in the surface via a nano and pico metals composition, electromagnetic as well as cosmic radiation. Strahlungs Absorber nach vorhergehende Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet; einen homogenen Füllung in der hochgeordneten Al2O3-Porenstrukturen mit ferromagnetischen Materialien und deren Charakterisierung ein zu bringen.Radiation absorber according to the preceding claims, characterized in that; to introduce a homogeneous filling in the highly ordered Al 2 O 3 pore structures with ferromagnetic materials and their characterization. Strahlungs Absorber nach vorhergehende Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet; dass die gewonnene Strahlung in einen Energie Strom Impuls umzusetzen durch die Abscheidung von ferromagnetischen Materialien in den Porenstrukturen.Radiation absorber according to the preceding claims, characterized in that; that convert the recovered radiation into an energy current impulse by the deposition of ferromagnetic materials in the pore structures. Strahlungs Absorber nach vorhergehende Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet; dass die gewonnene Energie durch einen Transponder Material in einen Elektro-Magnetische Vorrichtung einzuspeisen.Radiation absorber according to the preceding claims, characterized in that; that the energy gained by a transponder feed material into an electro-magnetic device.
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