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Experimentelle Untersuchung der Potentialverteilung in Germanium-Einkristallen im Bereich desTieftemperatur-Durchschlages
Authors: Fay Eberhard , Lautz Günter 
Published: March 2015

Bei der theoretischen Deutung der Ladungsträgervervielfachung in Halbleitern durch starke elektrische Felder im Helium-Temperaturbereich geht man davon aus, daß in den Kristallen eine homogene Feldverteilung vorliegt. Diese Voraussetzung wurde experimentell bisher nur indirekt bestätigt.
In der vorliegenden Arbeit wird durch sorgfältige Potentialmessungen an Germanium-Einkristal-len bei 4,2°K in Gleichfeldern und in Impulsfeldern unterschiedlicher Folgefrequenz bei Ohmschen Stromkontakten für Majoritätsträger nachgewiesen, daß das elektrische Feld im Innern der Halbleiter beim Übergang zum Tieftemperatur-Durchschlag bis in den Bereich der Störstellenerschöpfung hinein homogen bleibt. Man ist daher berechtigt, eine kritische Feldstärke zu definieren.
Durch Messungen des Querwiderstandes der stäbchenförmigen Proben zwischen zwei einander gegenüberliegenden Potentialkontakten ergibt sich ferner, daß beim Tieftemperatur-Durchschlag in Längsrichtung in wenig p-n-kompensierten Proben keine Fadenbildung auftritt, sondern das ganze Probenvolumen von der Lawinenbildung erfüllt wird.
Beobachtung von Elementarprozessen an angeregten Molekülen IV. Über Verhältnisse ganzer kleiner Zahlen bei Dissoziationsprozessen von n-Butan
Authors: Schüler H. , Arnold G. 
Published: March 2015

Primary dissociation processes have been investigated on “isolated” excited n-butane. The excitation of the molecules results from electron impact in a glow discharge. The investigations yielded the following results:
1. Formation of new stable substances by rupture of one or two C—C-bonds and the following transfer of Η-atoms (intramolecular disproportionation).
2. These dissociation products can be explained quantitatively by a simple reaction scheme.
3. The observation of ratios of small whole numbers between analogous dissociation processes is taken as a basic for this reaction scheme.
4. These ratios are not identical for alternating current (A.C.) and for direct current (D.C.) glow discharges. A discontinuous variation is observed.
5. In spite of the different results for A.C. and D.C. discharges both results can be explained quantitatively by one reaction scheme.
6. According to this reaction scheme, a single excitation of the molecule is followed by the rupture of two C—C-bonds successively.
These results indicate that the general appearance of ratios with small whole numbers and their discontinuous variation is a specific property of the molecular field.
Untersuchungen über die Wärmeleitfähigkeit von Bi2Te3
Authors: Bergmann Günter 
Published: March 2015

Bei Zimmertemperatur wurden die elektrische und die thermische Leitfähigkeit einer Reihe von Bi2Te3-Proben gemessen, die mit unterschiedlichen Ge-Konzentrationen dotiert worden waren.
Für 0.20 Atom-Proz. Ge-Zusatz und mehr ist das Verhältnis der thermischen zur elektrischen Leitfähigkeit größer als bei p-leitenden Proben, die mit Blei oder anderen Elementen dotiert sind.
Es wird versucht, dieses Ergebnis auf der Grundlage der bisher im Βi2Τe3 beobachteten Wärmeleitungsmechanismen zu deuten. Eine qualitative Erklärung ist möglich mit Hilfe der Vorstellung, daß die Ge-Atome Te-Leerstellen auffüllen und hierdurch die Wärmeleitfähigkeit des Gitters erhöhen.
Ergebnisse der Tieftemperaturforschung XLII. Die Atom- und Elektronenwärme sowie die Entropie des Rheniums zwischen 10 und 298,2 °K1
Authors: Piesbergen U. 
Published: March 2015

Es wird die Atomwärme des Rheniums an zwei duktilen Körpern verschiedener Dichte und verschiedenen Reinheitsgrades zwischen 10 und 273,2°K gemessen und die Normalentropie bei 25° zu (8,74 ± 0,02) Clausius bestimmt. Die Gitterwärme des Rheniums läßt sich bis 0°C sehr gut durch eine DEBYESche charakteristische Temperatur von 0 = 275° beschreiben, wenn man die auftretende Elektronenwärme von Ce = 5,8 bzw. 6,6·10-4 Τ berücksichtigt. Bemerkenswert ist der steile Abfall der Θ-Werte zwischen 10 und 50°K.
Eine Bestimmung des Koeffizienten γ der Elektronenwärme bei tiefen Temperaturen gelingt nicht, da bei 10°K das T3-Gebiet noch nicht erreicht ist, doch schließen sich die Messungen gut an diejenigen im He-Bereich an.
Die kinetische Energie ionisierter Molekülfragmente
Authors: Fuchs R. , Taubert R. 
Published: March 2015

The initial energy distribution functions of paraffin fragment ions originating from electron impact very often show two ion groups of different initial energy: a quasithermal group and a so called satellite group of high kinetic energy. An old hypothesis assumes the satellite ions as being due to the dissociation of a doubly charged ion into two singly charged ones (correlated ions). In terms of this hypothesis one has to postulate that correlated ions have equal momentum, that to every satellite ion the correlated one can be found (carbon balance), and that correlated ions have the same appearance potential which must be high enough to allow for double ionization.
It is shown that the law of momentum conservation holds only approximately. This approximate fulfilment, however, seems too good to be accidental. The carbon balance has been investigated for propane and both butanes. In propane, satellite ions with one C-atom are correlated to satellite ions with two C-atoms; in butane the correlation exists between satellite ions with one and with three C-atoms. Only in propane the number of C2-satellite ions is rather close to the number of C1-satellite ions. In all three cases less satellite ions with the higher C-number are found than with the lower one. The probable explanation for this deficiency lies in the occurrence of secondary decomposition reactions of satellite ions via C-C bond cleavage. Together with the carbon balance the influence of the initial energy discrimination upon mass spectra is discussed.
The appearance potential of CH3
+ propane ions of 2.5 eV initial energy was found to be (32.4 ± 1) eV. The ionization curve of C2H4
+ propane ions of ca. 1.2 eV initial energy aims at the same region. The uncertainty, however, is still too big to permit the quotation of a definite value for the appearance potential. Taking into account the initial energies of both correlated ions the CH3+ satellite appearance potential in propane is at least 3 eV higher than necessary for a double ionization process.
Über die elektronische Wechselwirkung bei der Adsorption und Okklusion von Wasserstoff und Deuterium durch dünne im Ultrahodhvakuum aufgedampfte Palladiumfilme
Authors: Suhrmann R. , Schumicki G. , Wedler G. 
Published: March 2015

Im Ultrahochvakuum aufgedampfte dünne Palladiumfilme werden bei 295°, 195°. 90° und 77 °K mit gemessenen Mengen n Wasserstoff oder Deuterium beladen und die hierdurch bewirkte Änderung des elektrischen Widerstandes R sowie der photoelektrischen Empfindlichkeit I/I0 der Filmoberfläche verfolgt.
Bei allen Temperaturen nimmt I/I0 zu Anfang sehr stark ab. d. h. es bildet sich zuerst eine nach außen negative Adsorptionsschicht. R wird gleichzeitig erhöht. Noch vor der Ausbildung einer mono- a'omaren Adsorptionsschicht gewinnt ein zweiter Prozeß, der den Widerstand absinken läßt, das Übergewicht. Da I/I0 hierdurch nicht mehr beeinflußt wird. dringt das Gas bei dem zweiten Prozeß in den Film ein. Es kann bei 295 °K durch Abpumpen unter Widerstandszunahme zum Teil wieder desorbiert werden.
Bei 195 °K, 90 °K und 77 °K werden unter den angewandten Drucken (p < 10-1 Torr), nachdem die Oberfläche besetzt ist, in einem dritten Prozeß wesentlich größere Gasmengen vom Palladium im Volumen aufgenommen. Dabei wächst R linear mit der aufgenommenen Gasmenge bis um 90% des Anfangswiderstandes. I/I0 fällt nur sehr wenig ab. Bei Deuteriumaufnahme ist die Widerstandszunahme größer als bei Aufnahme von Wasserstoff. Bei 195°K zerfällt die entstandene β-Phase, wenn der Gasdruck unter 10-4 Torr erniedrigt wird; die negative Adsorptionsschicht wird nicht desorbiert.
Bei 90°K und 77°K ist die β-Phase auch bei Drucken unterhalb 10-7 Torr beständig. Die Widerstandszunahme ist bei dem Atomverhältnis H/Pd bzw. D/Pd =1 beendet, die β-Phase also voll ausgebildet. Anschließend wird bis zu D/Pd bzw. H/Pd ≈ 1,8 weiteres Gas aufgenommen. das den Widerstand jedoch nur wenig absinken läßt und beim Abpumpen wieder abgegeben wird. Es ist anzunehmen, daß beim Aufbau der β-Phase bis H/Pd bzw. D/Pd =1 die D- bzw. Η-Atome in die Oktaederlücken des Palladiumgitters eingebaut werden.
Da beim Atomverhältnis 0,6 in dem linearen Anstieg von R/R0 vs Atomverhältnis keinerlei Besonderheit auftritt, ist nicht das Auffüllen der 4d-Lücken des Palladiumgitters, sondern die Störung des Leitungsmechanismus durch die eingebauten Fremdatome die Ursache der Widerstandszunahme bei der Aufnahme des Wasserstoffs bzw. Deuteriums bis zum Atomverhältnis eins. Die Bildung der β-Phase erfolgt von einzelnen Keimen aus, die bei weiterer Gasaufnahme wachsen. Nach dem Aufbau der β-Phase kann der Film zusätzlich Wasserstoff bzw. Deuterium aufnehmen; das zusätzlich aufgenommene Gas verursacht nur eine geringe Widerstands-Abnahme und kann wieder abgepumpt werden.
Reaktionszustände und Reaktionszonenwanderung bei der katalytischen Knallgasreaktion in einer das BER-Reaktorsystem simulierenden Apparatur
Authors: O. C. , Wasserroth K. 
Published: March 2015

Die Untersuchung der Knallgasreaktion in einer Katalysatorschüttschicht gab Aufschluß über die Zündung der Reaktion, den reaktionsbestimmenden Schritt der Umsetzung und die Vergiftung des Katalysatormaterials durch Wasserdampf.
Die experimentellen Ergebnisse gestatten es, die stationären Reaktionszustände abzuschätzen. Bei den interessierenden Bedingungen treten nur „stabile Reaktionszustände“ im Sinne der Theorie von WAGNER und WICKE auf; eine „Zündzonenwanderung“ ist daher nicht möglich.
Verbunden mit dem desaktivierenden Einfluß von Wasserdampf konnte eine Reaktionszonen-wanderung in der Schüttung verwirklicht werden. Die Geschwindigkeit der wandernden Reaktionszone wurde in Abhängigkeit von Strömungsgeschwindigkeit und Wasserstoffkonzentration gemessen.
Der Diffusionskoeffizient des Schwefels im flüssigen Kupfer
Authors: Gerlach J. , Kleist H.-G. , Mager K. 
Published: March 2015

Der Diffusionskoeffizient des Schwefels im flüssigen Kupfer wurde im Temperaturintervall 1130 bis 1400 °C und bei Konzentrationen von 0 — 0,65 Gew.-Proz. Schwefel mit der Kapillare-Reservoir-Methode bestimmt. Im genannten Temperaturbereich wird die Abhängigkeit des Diffusionskoeffizienten von der Temperatur durch die Gleichung
D= (3,44 ± 0,21) -10-3 · exp { — (6890 ± 400)/RT}
beschrieben.
Geschlossene elektrische Ströme in thermoelektrisch-anisotropen Kristallen
Authors: Lukosz W. 
Published: March 2015

In anisotropic (homogeneous) crystals the thermoelectric field produced by a temperature field is in general not irrotational; charge carriers moving on closed curves in the crystal gain energy in this field. Therefore stationary closed electric currents must be flowing in these crystals. The current distributions and electrical potentials in some „two-dimensional“ temperature fields are calculated.
These closed electric currents producing JOULE-, THOMSON-, and BRIDGMAN heat influence the temperature distribution in the crystal, and contribute to the heat current by convective heat transport. The total heat flow is increased by a factor which depends on the geometry of the crystal and on the temperature distribution, but which not exceeds [1 + (ε∥ — ε⟂)2/4 L], where (ε∥ — ε⟂) is the anisotropy of the thermoelectric power and L is the LORENZ number.
Multipliermessungen an T-Rohren
Authors: Hertel I. , Klingenberg H. 
Published: March 2015

Mit zwei Photomultipliern und mit Lichtleitern wurden die Leuchterscheinungen an T-Rohren untersucht. Man beobachtet drei charakteristische Leuchterscheinungen. Die erste tritt nach 0,1 bis 0,5 μs im ganzen Rohr auf und muß offenbar einer Anregung des Füllgases durch UV-Strahlung zugeschrieben werden. Eine zeitliche, am Rohrende beobachtete Verzögerung läßt auch eine Beteiligung von Resonanzstrahlung vermuten. Die Amplitude ist in komplizierter Weise vom Ort, vom Druck und vom Füllgas abhängig.
Die zweite Leuchterscheinung tritt im ganzen Rohr gleichzeitig auf und folgt den Stromschwingungen der Entladung. Ursache dieser Erscheinung ist die Anregung des Glases durch UV-Strahlung und Streulicht vom Entladungsraum.
Die dritte Leuchterscheinung kann dem laufenden Plasma zugeordnet werden. Die komplizierte, doch gut reproduzierbare Struktur dieser Erscheinung entspricht einer Verwirbelung des Plasmas, von dem sich mit einer gewissen Regelmäßigkeit Teile ablösen.
Gestörte Excitonen-Zustände und Energieübertragung in plastisch verformten Naphthalin-Kristallen
Authors: Schnaithmann R. , Wolf H. C. 
Published: March 2015

The influence of crystallographic defects on energy transfer processes in naphthalene crystals with and without anthracene doping has been studied. Annealing of single crystals near the melting point and other methods to improve the crystal quality do not change the yield of energy transfer. By plastical deformation three types of disturbed exciton states are created, which act as traps for the migrating electronic excitation energy. The fluorescence spectra of these exciton states are identified as
a) a sharp naphthalene line spectrum shifted 165 cm-1 to the red, similar to the impurityinduced so-called X-series;
b) a continuous background under the undisturbed naphthalene spectrum;
c) emission of excited dimers.
Several properties of these spectra are investigated.
Untersuchung von Photodissoziationen des PH3 im Quarz-UV durch absorptionsspektroskopische Blitzlichtphotolyse
Authors: Kley D. , Welge K. H. 
Published: March 2015

Mittels einer schnellen Blitzlichtphotolyseanordnung wurden Photodissoziationen des PH3 im Quarz-UV durch absorptionsspektrographischen Nachweis der PH- und PH2-Radikale untersucht. Das PH3-Molekül besitzt oberhalb 1950 A die beiden Dissoziationsmöglichkeiten
PH3+h v → PH2* + H, (1)
PH3+h v → PH* + H2. (2)
Die Absorptionsintensitäten der Radikalspektren nehmen bei niedrigen PH3-Drucken (einige Zehntel Torr) innerhalb der ersten Mikrosekunden nach dem Photolyseblitz bei Zugabe von Fremdgasen (H2, N2, Ar, CO2) mit dem Fremdgasdruck stark zu; die Zunahme ist beim PH-Spektrum von der Art der Zusatzgase abhängig. Diese Abhängigkeiten werden dadurch erklärt, daß die PH- und PH2-Radikale größtenteils (&gt; 90% bzw. &gt; 60%) primär entweder schwingungsangeregt in den Elektronengrundzuständen oder in angeregten metastabilen Elektronenzuständen entstehen. Die Desaktivierung der PH2*-Radikale durch die Fremdgase erfordert größenordnungsmäßig 105 Stöße, während zur Desaktivierung der PH*-Radikale wesentlich mehr Stöße notwendig sind. Ohne Zusatzgase reagieren die angeregten Radikale, bevor sie in die Grundzustände gelangen.
In einem weiteren Teil der Arbeit wurde der Absorptionskoeffizient des PH3 oberhalb 1950 Å gemessen und das PH3-Absorptionsspektrum untersucht.
Wandeffekte bei der kernmagnetischen Relaxation in Flüssigkeiten
Authors: Michel D. , Pfeifer H. 
Published: March 2015

Die Verkürzung der kernmagnetischen Relaxationszeiten von Flüssigkeitsmolekülen an Festkörperoberflächen infolge der Bewegungsbehinderung oder einer Wechselwirkung mit paramagnetischen Zentren führt bei makroskopischen Proben zu einer Abhängigkeit der resultierenden Relaxationszeiten vom Oberflächen-Volumen-Verhältnis, da stets ein gewisser Austausch zwischen dem Probeninneren und der Wandzone stattfindet.
Es wird gezeigt, daß die bekannte Zweiphasenformel, angewandt auf das System freie Flüssigkeit—monomolekulare Wandschicht, den Wandeinfluß überbewertet, und zwar um so mehr, je kleiner das Oberflächen-Volumen-Verhältnis ist. Die Anwendung einer entsprechend korrigierten Formel stößt aber auf Schwierigkeiten, da die Experimente zeigen, daß die tatsächliche Oberfläche infolge der Existenz von Mikroporen um ein Vielfaches größer als die bekannte geometrische Oberfläche ist (bei dem verwendeten Glas mindestens um den Faktor 20).
Die Behandlung des Problems durch Lösung der Diffusionsgleichung mit der Randbedingung, daß die Magnetisierung an der Wand stets den Gleichgewichtswert besitzt, führt bei nicht zu großen Oberflächen-Volumen-Verhältnissen überraschenderweise zu einer quantitativen Übereinstimmung mit dem Experiment, obwohl diese Randbedingung äquivalent zu der Forderung τW ≫ TlW ist, die im Gegensatz zu der experimentell gesicherten Ungleichung τW ≪ TlW steht (τW = mittlere Aufenthaltszeit der Flüssigkeitsmoleküle an der Wand, TlW = zugehörige Relaxationszeit). Zur Deutung dieses Sachverhalts lassen sich wieder die Mikroporen an der Wand heranziehen, und man findet, daß die Lösung der Diffusionsgleichung mit der genannten Randbedingung auf jeden Fall eine obere Grenze für die Größe des Wandeinflusses liefert.
Measurements on a Stable and Unstable Mode Observed in a Lithium Reflex Arc
Authors: Drawin H. W. , Fumelli M. 
Published: March 2015

A powerfull P. I. G. reflex arc in lithium vapour has been studied using spectrographic, mass spectrometric and probe measuring techniques. The Li-vapour has been produced in a special Li-oven; the vapour entered through a small tube directly into the hollow anode cylinder. The residual gas pressure was 10-7 mm Hg with the arc in operation, the density in the plasma column was about 1013 cm-3.
The discharge showed two different modes of operation. We observed that at a fixed flow of Li-vapour the discharge can be operated in a stable state (Mode I) only below a certain limit of the applied electrical power. An increase of electrical power (or a decrease of the flow of Li-vapour) causes a strong instability (Mode II).
1. Mode I showed the discharge column to be very well stabilized by the confining magnetic field. Electrostatic probe measurements showed no voltage fluctuations. The electron temperature ranged from 1.8 to 8 eV, depending on the electrical power applied.
2. Mode II showed the plasma column to become diffuse. Large voltage fluctuations of several volts in the megacycle region could be detected on the electrostatic probe. A powerfull flux of ions leaving the plasma column perpendicular to the magnetic lines of force and hitting the walls with energies up to 327 eV has been measured. These energetic ions are responsible for the strong light emission of the walls of the vacuum tube, this light intensity being much higher than the intensity of the plasma column.
The experimental results are similar to those observed by NEIDIGH, WEAVER, NEZLIN and SOLNTSEV under different experimental conditions.
Rekombination und Diffusion in Abhängigkeit von der Elektronentemperatur eines zerfallenden Neonplasmas
Authors: Hess Walther 
Published: March 2015

The object of this paper is an experimental investigation of the electron temperature dependence of the ambipolar diffusion coefficient as well as the electron-ion recombination coefficients in the afterglow of plasmas produced in neon. By means of a microwave-cavity technique the electron density was measured as a function of time during the afterglow period of a d. c. discharge while at the same time the electron energy was increased by the power level of a microwave signal. It is found that the ambipolar diffusion coefficient Da increases with increasing electron temperature Te following the well-known relation:
Da ∞ (1 + Te/Tg) ,
while the recombination coefficient a decreases with increasing electron temperature. The dependence of a on electron temperature is found to be: α ∞ Te
-0,4 from 900 ° K to 2400 °K , while a weaker dependence in the range of α ∞ Te
-0,25 was measured in the lower temperature region from 300 °K to 600 °K . At 300 °K the recombination coefficient in neon is found to be α = 2.0 · 10-7 cm3 sec-1. All measurements were done at electron densities of ~ 109/cc and gas pressures of 1 mm Hg (diffusion) and 20 mm Hg (recombination).
Elektronendichtebestimmungen mit einer Mikrowellenbrücke in schwach ionisierten Plasmen
Authors: Brömer H. H. , Döbler F. 
Published: March 2015

A microwave bridge, similar to the optical JAMIN interferometer, has been developed in order to determine the electron density in weakly ionized decaying plasmas. The discharge vessel was located in the open space between two horn antennas.
A rather homogeneous excitation was accomplished by using an electrodeless high frequency (f = 13,6 MHz) discharge.
Contrary to the common practice of using phase displacements several times of π, only very small displacements of the signal phase, traversing the plasma, have been used. The dimensions of the discharge vessel and the frequency of the microwave (f = 23 GHz; λ = 1,3 cm) have been properly chosen in order to have proportionality between the mean electron density and the oscilloscope trace. The range of electron-density investigated was about 108 to 1010 cm-3.
The operation of the bridge has been investigated during the afterglow of a decaying nitrogen plasma.
Simultaneous optical observations have shown that the intensity of the first negative bands of N2
+ (B2Σu
+-Χ2Σg
+) is nearly proportional to the electron density. Using this correlation, the electron density profile across the discharge vessel has been evaluated. It could be shown that the time dependance of the electron density in the afterglow changes strongly within the discharge vessel. A comparison between the measurements of the electron density and the optical observations has shown that the microwave bridge is able to give some details of the electron density profile across the discharge vessel, inspite of the large wavelength used, compared with the dimensions of the discharge vessel.
Eine Lichtquelle mit seitlicher Emission für das Vakuum-Ultraviolett
Authors: Ermisch R. , Schönheit E. 
Published: March 2015

For the extreme ultraviolet (λ < 1000 Å) a light source has been developed using the lateral emission from a condensed capillary discharge. In that way damages of the spectrometer entranceslit or grating are prevented. The periodic discharges of a condensor through a low-inductance circuit were switched by a rotary spark-gap, which makes possible a control circuit for photon flux stabilization. The light source is rugged, suitable for continuous load, and has a long life time.
The effect on emission of the following parameters has been investigated: pressure, repetition frequency, condenser voltage, capacity, discharge energy, and inductance. The dependence of intensity on pressure, voltage, and inductance permits conclusions on ionization stages.
The light source can be operated with all noble gases as well as nitrogen or oxygen, giving reproducible many-line spectra with high constancy, among which the spectra of higher ionization stages are predominant. Except the lines of oxygen, originating on the capillary material, no extraneous lines were observed. The spectra of the different gases have been examined in more detail within the region between 350 Å and 945 A. These contain many new lines of argon, krypton, and xenon.
It has been shown by other investigations, that the light source emits an intense and copious line spectrum at shorter wavelengths, too, reaching down lower than 100 A.
Selektiv sättigbare organische Farbstoffe als optische Schalter - optische Impulsverstärker
Authors: Röss Dieter 
Published: March 2015

Die Absorption organischer Farbstofflösungen kann durch monochromatisches Licht selektiv in einem gegen die Linienbreite sehr kleinen Spektralbereich δν/Δν&lt;10-5 gesättigt werden. Eine Reihe neuer bei der Emissionsfrequenz von Rubinlasern sättigbarer Substanzen wird beschrieben.
Die Empfindlichkeit selektiv sättigbarer Schalter kann so weit gesteigert werden, daß damit gesperrte Laseroszillatoren durch Fremdlicht geringer Leistung ausgelöst werden können. Die Eignung eines solchen optischen Impulsverstärkers als Quantenzähler und als logisches Element wird diskutiert.