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In 1948 wurde der erste Transistor gebaut. Nur 14 Jahre später im Jahr 1962 entwickelte man die erste integrierte Schaltung. [1] Dies war der Beginn der Halbleitertechnik. Seitdem nahm die Komplexität von integrierten Schaltungen und Halbleiterbauelementen immer mehr zu. Gleichzeitig besteht jedoch die Anforderung, mit immer kleineren Bauelementen und Schaltkreisen die gleiche Leistung zu erzielen. Das Halbleiterelement Silizium hat dabei für die Halbleiter- und Mikrostrukturtechnik zunehmend an Bedeutung gewonnen, sodass heute die Mehrheit aller Halbleiterbauelemente und integrierten Schaltungen hauptsächlich aus Silizium oder mit Silizium als Ausgangsmaterial hergestellt werden. Auch in der Photovoltaiktechnik wird vorwiegend dotiertes Silizium für die Herstellung von Solarzellen verwendet. In der Halbleiterfertigung werden während verschiedener Prozessschritte Siliziumwafer auf Temperaturen bis zu 1500 °C erhitzt und mehrere Fertigungsprozesse instrumentalisieren die optischen Eigenschaften von Silizium. Demnach ist es von Interesse, wie sich die spektralen Eigenschaften von Silizium bei Erhitzung verändern. In der Vergangenheit haben Wissenschaftler einige Relationen aufgestellt, um den Zusammenhang zwischen dem komplexen Brechungsindexes von Silizium und der Wellenlänge darzustellen. Einige haben sich auch mit der Temperaturabhängigkeit des Brechungsindexes befasst. Um das Reflexions-, Transmissions- und Absorptionsverhalten des Halbleitermaterials theoretisch ermitteln zu können, werden jedoch der Brechungsindex und der Extinktionskoeffizient benötigt. In dieser Arbeit wurden zwei Methoden nach Sun et al. und Forouhi und Bloomer für die Modellierung einer allgemeingültigen Relation für die Temperatur- und Wellenlängenabhängigkeit des komplexen Brechungsindexes von Silizium mit Literaturwerten verglichen und ausgewertet. Es wurde gezeigt, dass das Modell nach Forouhi und Bloomer [2], in dessen modifizierter Form, für die Kalkulation des Brechungsindexes und Extinktionskoeffizienten von Silizium bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 450 °C für einen Wellenlängenbereich von 250 bis 1400 nm gut geeignet ist. Das Modell nach Sun et al. [3] hingegen, erzielt bei höheren Temperaturen zwar eine höhere Übereinstimmung mit Literaturangaben, ist jedoch nur in einem Spektralbereich von 400 bis 1200 nm anwendbar.

The sysWORXX CTR-700 is a versatile edge controller solution developed by SYSTEC electronic AG and sold since 2017. The embedded device is designed for industrial environments to control other machines and equipment connected to it over Ethernet network, CAN bus or a set of digital and analog input/output pins. As a central controller in such automated environments, security is an important aspect. Especially integrity of all devices as well as confidentiality of stored and processed data must be ensured. Furthermore, provable authenticity of hardware is crucial to secure the controller's environment and prevent counterfeit hardware. The sysWORXX CTR-700 has a built-in cryptographic co-processor ATECC508A from Microchip Inc. This ac:HSM provides hardware support for algorithms based on elliptic curve cryptography as well as secured slots for cryptographic keys and other confidential secrets. This thesis analyses requirements for secure hardware verification and license management supported by the ac:HSM to enhance the existing solutions by leveraging military-grade cryptography standard algorithms and processes. Over the course of this document, security principles are presented, relevant cryptographic systems and algorithms are explained to build a strong foundation and understanding. Furthermore, the ATECC508A is introduced with its capabilities and prerequisites for secure confidential operation. The proposed solution is a form of a vendor acrlong:PKI system. Technical and organizational policies for the ac:PKI are covered. They are accompanied by a detailed process description for provisioning the sysWORXX CTR-700 and the integrated ac:HSM. The process is supported by a set of custom-built tools for managing licenses and devices.

Eine Vielzahl von Vorgehensweisen zur Softwareentwicklung stehen Unternehmen und Projektteams heute zur Verfügung. Agile Softwareentwicklung wird seit geraumer Zeit als der Schlüssel für ein erfolgreiches Projekt angepriesen. Sie verspricht schnelle Anpassung an sich ständig ändernde Anforderungen, so dass Projekte mit geringeren Kosten in einer vergleichsweise kurzen Zeit entwickelt werden können. Das Extreme Programming (XP) ist eine dieser agilen Entwicklungsmethoden. Es zielt darauf ab den Entwicklungsprozess vermehrt in Frage zu stellen und somit agiler auf Änderungen vorbereitet zu sein. Ziel der Masterarbeit soll es sein aufzuzeigen wie die verschiedenen Werte, Prinzipien und Techniken des XP in einem Softwareprojekt angewandt und angepasst werden können. Bei dem zu entwickelnden Softwareprojekt handelt es sich um ein Warenkorbanalysesystem, welches Teilweise mit XP bearbeitet werden soll. Durch äußere Einflüsse und die allgemeine Vorgehensweise des Teams wird dieses Projekt vorrangig in Einzelprojekte unterteilt und in verteilten Teams bearbeitet.

Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Erstellung eines optischen Messsystems für die zeitgleiche Detektion von Stickstoffdioxid und Distickstofftetroxid mittels Cavity-Ring-Down Verfahren. Darauf basierend wurde ein Messsystem erstellt, welches die Detektion von Stickstoffdioxid mit Hilfe von Cavity-Ring-Down-Spectroscopy bei 510 nm und Distickstofftetroxid über Cavity-Enhanced-Spectroscopy bei 270 nm ermöglicht. Durch die Messung in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ist eine Referenzierung auf Stickstoffdioxid möglich, wodurch die Analyse der Konzentration von Distickstofftetroxid erfolgen kann. Auf diese Weise könnten rechnerisch Stickstoffdioxidkonzentrationen von bis zu 98 ppb, sowie 80 ppb Distickstofftetroxid nachgewiesen werden. Der realisierte Messaufbau stellt eine Grundlage für weitere Untersuchungen von Stickoxidkonzentrationen an Atmosphäre auf der Basis der vorgestellten Messmethoden dar.

Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung eines Sorptionsmaterials auf Basis thermisch aktivierter Calcium-Eisenhydroxide für die Rückgewinnung von Phosphat aus Wässern mit geringer Phosphatkonzentration. Bei der gezielten Kombination von Eisenhydroxiden mit ausgewählten Calcium-Spezies finden während der thermischen Behandlung zwischen 600 °C und 800 °C zu Phasenumwandlungsprozessen statt, wodurch zum einen die Bindungskapazität des Materials gegenüber Phosphat signifikant erhöht wird und zum anderen die bei der Sorption gebildete Phosphat-Verbindung, sowohl in Hinblick auf ihre strukturellen Eigenschaften als auch auf ihre chemische Reinheit, eine stoffliche und gleichzeitig wirtschaftliche Phosphat-Rückgewinnung ermöglicht. Hauptschwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist dabei die Entwicklung des Herstellungsverfahrens, insbesondere die Auswahl und Erprobung geeigneter modifizierter Calcium-Spezies als Zuschlagstoff. Das eisenhydroxidhaltige Ausgangsmaterial auf Basis von Fällschlämmen aus der Ab-, Trink- bzw. Grubenwasserreinigung wurde von der Firma P.U.S. Produktions- und Umweltservice GmbH Lauta zur Verfügung gestellt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Identifizierung und Charakterisierung der Phasenumwandlungsprozesse der calciumhaltigen Eisenhydroxide. Verifiziert werden die Einflüsse der Korngrößen sowie die technische Umsetzung geeigneter Beladungs- und Rückgewinnungsverfahren für die Kombination von Eisenhydroxiden mit ausgewählten Calcium-Spezies.