Haschke, Thomas: Verdunstungsprozesse von Mikrotropfen: Modellierung, Simulation und Datenanalyse. 2008
Inhalt
- Kurzfassung
- Inhaltsverzeichnis
- Liste der verwendeten Abkürzungen und Indizes
- Liste der verwendeten Symbole
- Einleitung
- Teil 1 AFM-Cantilever
- Grundlagen
- Technische Grundlagen
- Allgemeine Grundlagen: Mikrotropfen und Cantilever
- Untersuchung der Tropfenverdunstung
- Bestimmung der Federkonstanten von Cantilevern
- Experimente
- Modellierung
- Untersuchung der Tropfenverdunstung
- Verdunstungsprozess eines Mikrotropfens auf einem Cantilever
- Modell für einen idealisierten Tropfen
- Modell für einen realistischen Tropfen
- Vergleich der beiden Modelle
- Bestimmung der Federkonstanten von Cantilevern
- Simulation
- Untersuchung der Tropfenverdunstung
- 2D-Modell
- 2.5D-Modell und 3D-Modell
- Berechnung der Cantileversteigung
- Parametrisierte Simulationen mit Matlab
- Ermittlung der Cantileverdicke
- Bestimmung der Federkonstanten von Cantilevern
- Ergebnisse
- Teil 2 Profilanalyse
- Grundlagen
- Experimente
- Modellierung
- Modellbasierte Datenauswertung
- Anpassung an die Rohdaten
- Vorgehensweise bei der Profilanalyse
- Identifizieren der einzelnen Krater innerhalb der Kratermatrix
- Glätten von verrauschten Strukturen
- Bestimmen des Kraterschwerpunktes
- Ausschneiden definierter radialer Profile
- Bestimmen der Ellipsenhauptachsen
- Skalierung der Profile
- Definition der Interpolationspunkte
- Vergleich der Rohdaten mit dem synthetischen Krater
- Iterationsschritt zur Neubestimmung der B-Spline Parameter
- Datenreduktion
- Ergebnisse
- Teil 3 Tropfenverdunstung
- Grundlagen
- Experimente
- Modellierung
- Polymerzustände
- Modellierungsannahmen
- Erweiterung des Stupperich’schen Modells
- Koordinatensystem und Struktur der Modellgleichungen
- Lösungsmittelverdunstung
- Substratauflösung
- Pinning der 3-Phasengrenzlinie
- Diffusion
- Konvektion
- Ausfallen gelöster Substratmoleküle
- Ablagern ausgefallener Substratmoleküle
- Simulation
- Simulationen mit dem neuen Modellierungsansatz
- Simulationsgebiet
- Gitter des Rechengebietes
- Ablauf der Simulationen
- Initialisierung des Simulators und Setzen der Randbedingungen
- Aktualisierung der Tropfen- und Substratgeometrie
- Abbruchbedingung
- Simulationen mit dem Stupperich’schen Modell
- Ergebnisse
- Teil 4 Übergreifende Aspekte
- Synthese aus den bisherigen Ergebnissen
- Pseudo-Pinning
- Skalierung der Kratergeometrie
- Massenerhaltung und Substratquellung
- Elastische Substratverformung
- Zusammenfassung
- AFM-Cantilever – Untersuchung der Tropfenverdunstung
- AFM-Cantilever – Bestimmung der Resonanzfrequenz
- Profilanalyse
- Tropfenverdunstung – Neuer Modellierungsansatz
- Tropfenverdunstung –Stupperich'scher Modellierungsansatz
- Synthese aus den bisherigen Ergebnissen
- Abschließende Diskussion und Ausblick
- Literatur