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datestamp: 2003-10-21 09:04:16
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status_changed: 2012-08-14 15:09:41
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Kaltenpoth, Gisela
title: Elektrochemische Prozesse an strukturierten Substraten für Anwendungen in neuartigen Leitungstechnologien
title_en: Electrochemical processes on patterned substrates for applications in innovative wiring technologies
ispublished: pub
subjects: ddc-540
divisions: i-120300
adv_faculty: af-12
keywords: strukturierte Oberflächen , selektive Adsorption , Layer-by-Layer-Assembly , selbstaggregierende Monolagen , Elektronenstrahllithographie
cterms_swd: Elektrochemie
cterms_swd: Kolloides System
cterms_swd: Gassensor
note: Teile in: Advanced Materials, Analytical Chemistry, J. Phys. Chem. B, JVST B
abstract: Diese Arbeit beschäftigt sich mit Selbstorganisationsprozessen auf strukturierten Substraten mit dem Ziel der Darstellung leitfähiger Strukturen, die in neuartigen Verschaltungen im Kraftfahrzeug Anwendung finden könnten. Ein Ansatz basiert auf leitfähigen Kolloiden, die mittels Layer-by-Layer-Assembly (LbL) mit einer leitfähigen Goldschale versehen wurden. Die Leitfähigkeit wurde mittels UV/Vis- und XP-Spektroskopie untersucht. Derartig leitfähige Partikel konnten einer selektiven Oberflächenadsorption auf mittels Mikrokontaktdrucken strukturierten Goldoberflächen unterzogen werden. Die Strukturierung war z.B. eine abwechselnd methyl- und carboxylterminierte Oberfläche. Es bildeten sich dichtgepackte Drähte aus den Partikeln in den carboxylterminierten Bereichen aus. Auch in elektrophoretischen Prozessen sind diese Kolloidpartikel steuerbar, da sie eine geladene Oberfläche besitzen. Der zweite Ansatz beschäftigt sich mit selektiven elektrochemischen Metallabscheidungen an unterschiedlich strukturierten Substraten. Als Substrate dienten hochorientierter pyrolytischer Graphit (HOPG), selbstaggregierte Thiolmonolagen auf Gold und Hydroxybiphenylmonolagen auf Silicium. Die Monolagen konnten hier mittels Bestrahlung mit niederenergetischen Elektronen strukturiert werden. Auf derartigen Substraten kann eine selektive elektrochemische Metallabscheidung im Nanometermaßstab ausgeführt werden. Im Mikrometermaßstab führt die optische Lithographie auf Siliciumwafern zu Mikrokanalstrukturen, die elektrochemisch mit Metallen wie Silber und Palladium beschichtet wurden. Palladium-Mikrokanäle können als Wasserstoffsensoren, Silber-Mikrokanäle als Ammoniaksensoren dienen. Es wurden Konzepte erarbeitet, die derartige Prozesse für eine Realisierung im Kraftfahrzeug theoretisch möglich erscheinen lassen.
abstract_translated_text: This work is based on self-organisation of conductive structures on patterned substrates for applications in innovative wiring technologies in the automotive industry. The first approach is based on conductive colloids that were prepared via Layer-by-Layer-Assembly yielding a conductively coated gold shell. The conductivity was investigated with UV/Vis and XP-spectroscopy. Those conductive colloids could selectively be adsorbed onto a patterned gold surface. The patterning of the gold substrate was done via microcontact printing, thus yielding a pattern of, for example, methyl- and carboxylterminated thiols. The conductive colloid particles adsorbed selectively in the carboxylterminated areas, forming close-packed wires. The colloids could also be investigated in electrophoretic processes as they exhibit a total surface charge. The second approach is based on electrochemical metal deposition on differently patterned substrates. The substrates were highly oriented pyrolytic graphite (HOPG), self-assembled monolayers of thiols on gold and self-assembled monolayers of hydroxybiphenyl on silicon surfaces. These monolayers could be patterned via electron lithography with low energetic electrons. The selective electrochemical deposition of metals onto thus patterned substrates yields conductive nanostructures. In the micrometer scale, optical lithography on silicon wafers leads to microchannel structures where metal (e.g. palladium, silver,...) can be electrochemically deposited onto. Palladium-covered microchannels can be used as hydrogen sensors, whereas silver-covered microchannels can be applied as ammonia sensors.  Concepts were worked out that could realize the above mentioned processes in wiring technologies in the automotive industry.
abstract_translated_lang: eng
date: 2003
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00003955
ppn_swb: 1643524712
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-39550
date_accepted: 2003-10-02
advisor: HASH(0x561a6284aa88)
language: ger
bibsort: KALTENPOTHELEKTROCHE2003
full_text_status: public
citation:   Kaltenpoth, Gisela  (2003) Elektrochemische Prozesse an strukturierten Substraten für Anwendungen in neuartigen Leitungstechnologien.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/3955/1/Diss_Gisela_Kaltenpoth.pdf