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Der Einfluss der Neutralgasteilchen beim reaktiven Ionenstrahlätzen wurde mit einer Prozessgasmischung bestehend aus CHF3 und O2 anhand optisch relevanter Materialien wie Silizium, Siliziumdioxid und einem Photoresist untersucht. Basierend auf den Arbeiten von Mayer, Barker et al. [1, 2, 3] wurde das Verhältnis zwischen Ionen und Neutralteilchen zu Gunsten der Neutralteilchen durch eine Erhöhung des Kammerdruckes verschoben. Die Druckvariation wurde auf zwei verschiedenen Wegen durchgeführt. Einerseits durch die Erhöhung des pV‐Gesamtdurchflusses in die Quelle (Variante 1) und andererseits durch die Reduzierung der Saugleistung der Turbomolekularpumpen durch die Schieberstellungen (Variante 2). Für beide Varianten wurden signifikante Einflüsse auf die Abtragsprofile und deren Kenngrößen, wie die Peakätzraten, Peakselektivitäten, Halbwertsbreiten und Volumenätzraten sowie die elektrischen Strahlprofile (z. B. Peakstromdichten, Halbwertsbreiten, Umladung) festgestellt. Der Neutralteilchenanteil während des Prozesses wurde durch die Druckänderungen in beiden Varianten variiert, wobei Variante 1 einen stärkeren Einfluss auf die Abtragsprofile zeigte. In einer weiteren Versuchsreihe wurde die statistische Versuchsplanung genutzt, um den Einfluss der drei Faktoren pV‐Gesamtdurchfluss, Reaktivgaszusammensetzung und Ionenstrom auf den Neutralteilchenanteil und den Ätzprozess zu untersuchen. Änderungen der Peakätzraten konnten gut durch teilweise bekannte Adsorptions‐Desorptions‐Mechanismen beschrieben werden. Gleichzeitig konnten die Literaturergebnisse um optisch relevante Materialien, eine andere Ionenstrahlquellenart, andere Prozessgase, eine Vielzahl an Kenngrößen und das Aufspannen eines ganzen Parameterraums erweitert werden. Insgesamt wurden für die wichtigsten Kenngrößen wie die Peakätzraten, Peakselektivitäten und Volumenätzraten „Response Surface Methodology“‐Modelle erstellt. Aus diesen geht hervor, dass die Substrat‐Ätzraten insbesondere durch einen hohen Neutralteilchenanteil (Kammerdruck), einen hohen Ionenstromsowie einematerialspezifische Reaktivgasmischung gesteigert werden können. Die Selektivitäten weisen dagegen bei einem mittleren Neutralteilchenanteil, niedrigen Ionenströmen sowie bei hohen CHF3‐Anteilen im Prozessgasgemisch hohe Werte auf.

Volatile organic compound (VOC) analysis of exhaled breath is highly promising for non invasive medical diagnosis. In this paper, we present the design of a software system for the classification of gases through the combination of Internet of Things (IoT) technologies, machine learning (ML), spectrometry, and metal oxide (MOX) sensors. Although the hardware elements were pre-existing, we present the software implementation that allows for the efficient and reliable detection of respiratory gases, which can be extended to the detection of disease-specific biomarkers. Although the physical sensing platform is currently on a single device, Internet Of Things (IoT) principles were embedded in the software architecture to deliver future scalability, remote monitoring, and integration with larger healthcare systems—enabling distributed data collection and centralized analysis required for widespread clinical adoption. The implemented software solution consists of two components: a web application with a redesigned interface and Python-based backend software enabling secure real-time processing. Despite the fact that there are no real VOC measurements yet, the system shows the potential for measuring gas concentration effectively. Additional development will cover measurement of mixture gases to establish more realistic conditions and enhance the precision of ML models. Future development will focus on the combination of the most beneficial features of both software components, expanding real-time data processing, and refining measurement accuracy with advanced software algorithms. This research work provides the software framework necessary for innovative, non-invasive respiratory diagnostic techniques that can be utilized for early disease detection in the future.

Die Laserkennzeichnung ist ein wesentliches Verfahren zur dauerhaften Markierung von Werkstoffen und spielt eine zentrale Rolle in der Rückverfolgbarkeit und Qualitätssicherung. Diese Arbeit untersucht den Einfluss von Laserleistung, Scangeschwindigkeit, Pulsdauer und Pulsfrequenz auf die Markierungsqualität und Lesbarkeit von DataMatrix-Codes (DMC) gemäß ISO/IEC 29158:2020. Die Experimente wurden auf korrosionsbeständigem Stahl, Aluminium-, Titanlegierungen und Polyphenylensulfid mit drei Lasertypen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine gezielte Parameterauswahl die Lesbarkeit signifikant verbessert und Optimierungspotenzial für industrielle Anwendungen bietet.

Für die minimalinvasive Behandlung der benignen Prostatahyperplasie (BPH) wird der Morcellator endoskopisch eingesetzt. Um die Sicherheit des Patienten und die Effizienz des Morcellators weiter zu optimieren, ist dessen Weiterentwicklung erforderlich. Dafür wird ein realitätsnahes Prostatagewebe-Simulationsmodell benötigt. Zu diesem Zweck wurden Prostatagewebe-Simulationsmodelle sowohl aus Silikon als auch aus tierischem Fleisch entwickelt. Die Verwendung biologischen Prostatagewebes für die Zielsetzung dieser Arbeit erscheint vielversprechend. Die entwickelten Modelle und die durchgeführten Tests zeigen vielversprechende Ergebnisse.

In dieser Masterarbeit wird eine Auftragungsmethode für Photoresiste behandelt, die auf dem Prinzip der Floating Film Transfer Method von Kaneto et. al. aufbaut. In dieser Arbeit sollen metallischen Schichten mit dieser Bearbeitungsmethode strukturiert werden. Dafür wird ein neuer Aufbau für den maschinellen Auftrag von Photoresist auf die Probekörper genutzt. Über einen Dispenser wird ein Photoresist auf die Wasseroberfläche aufgetropft. Durch den Marangoni-Fluss kommt es zur Ausbreitung des Photoresistes und ein Photoresistfilm entsteht. Dafür werden zwei Typen des Photoresistes AR-P 3250 verwendet. Einmal wird der Photoresist in n-Buthylacetat und einmal in Amylacetat gelöst. Beide Lösungsmittel sind schwer in Wasser löslich. Der Einfluss der Zugabe von Lösungsmitteln in deionisiertes Wasser vor dem Auftropfen des Photoresistes auf die Ausbildung und Beschaffenheit des Photoresistes wird untersucht. Die Belichtung des Photoresistes wird mit einem Laserdirektbelichter umgesetzt. Es wird der Einfluss auf die Belichtung des Photoresistes an Schrägen der Probekörper näher untersucht. Anschließend werden die beiden Lösungsmittel des Photoresistes und deren Einfluss untersucht. Abschließend werden die hergestellten metallischen Strukturen näher untersucht. Die Aufnahme der Messwerte erfolgt mit Profilometrie und Lichtmikroskopie.