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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-63561
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2013/6356/


Investigation on Electrodeposited Bismuth and Bismuth Antimony Thin Films and Nanowires

Untersuchungen an elektrochemisch abgeschiedenen Bismut und Bismut-Antimon Dünnfilmen und Nanodrähten

Heiderich, Sonja

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SWD-Schlagwörter: Elektrochemie , Bismut , Nanodraht
Freie Schlagwörter (Deutsch): Thermoelektrik , Einzeldraht
Freie Schlagwörter (Englisch): Thermoelectric , magnetoresistance , nanowire , Seebeck coefficient , electrodeposition
Basisklassifikation: 33.61
Institut: Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Nielsch, Kornelius (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 31.05.2013
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 26.08.2013
Kurzfassung auf Englisch: A comprehensive study on electrodeposited nanostructures is presented in this work. Beside the structural and thermoelectrical characterization of bismuth (Bi) and bismuth antimony (BiSb) thin films, the focus of this work is the characterization of single bismuth and bismuth antimony nanowires. The wires have been deposited using alumina oxide membranes as templates. Resolving of the membranes afterwards allows for the investigation of single nanowires. Transmission electron microscopy analysis of single wires demonstrate that the pulsed electrodeposited nanowires are crystalline. Furthermore, the development of suitable processes for contacting single nanowires exhibit the possibility of numerous transport measurements. The temperature dependent resistance and magnetoresistance of pure bismuth and bismuth antimony nanowires is measured. Additionally the Seebeck coefficient of single wires is determined and the influence of an annealing process on the transport properties is investigated. It turns out that the transport properties of annealed BiSb wires become predictable after an annealing process. For single wires with an antimony content of 8 at% thermoelectric power factors of 200 − 400μWK−2m−1 are reached.
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeiten werden umfangreiche Untersuchungen an elektrochemisch abgeschiedenen Nanostrukturen vorgestellt. Neben der strukturellen und thermoelektrischen Charakterisierung von Bismut- und Bismut-Antimon-Dünnfilmen liegt der Fokus der Arbeit auf der Charakterisierung von in Aluminiumoxid Membranen als Templat elektrochemisch abgeschiedenen Nanodrähten. Strukturelle Untersuchung am Transmissionselektronenmikroskop verifizieren, dass die Elektrodeposition ein geeignetes Mittel ist um kristalline Nanodrähte herzustellen. Des Weiteren konnten durch die Entwicklung von Kontaktierungsprozessen umfangreiche elektrische Messungen an Einzelstäben vorgenommen werden. Die temperaturabhängigen Transporteigenschaften von Bismut und Bismut-Antimon Einzeldrähten, mit und ohne Magnetfeld wurden untersucht und der Seebeck -Koeffizient von Einzelstäben wurde bestimmt. Darüber hinaus ist der Einfluss eines Temper-Schrittes auf die elektrischen Eigenschaften der Nanodrähte untersucht worden. Es hat sich gezeigt, dass dieser Schritt die Eigenschaften von Einzeldrähten stabilisiert. Es konnten für die Bismut- Antimon Nanostäbe mit einem Antimongehalt von 8 at% thermoelektrische Powerfaktoren von 200 − 400μWK^−2m^−1 bei Raumtemperatur erreicht werden.

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