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Robert Zarnetta

• In the present work, combinatorial materials science methods were developed and applied for the discovery and development of new and/or improved ternary and quaternary TiNi-based shape memory alloys. Using a multilayer wedge-type thin film deposition approach, continuous composition spreads covering complete ternary systems or large portions of the quaternary composition space were fabricated and investigated by high-throughput characterization techniques: namely, automated energy dispersive X-ray analysis (EDX), X-ray diffraction (XRD) and temperature-dependent resistance measurements (R(T)) for the characterization of thin film compositions, structure and phase transformation properties, respectively. Additionally, the cantilever deflection method was advanced to allow for a parallelized characterization of the temperature-dependent stress change ($\sigma$(T)) of thin-film SMA composition spreads using cantilever array wafers (CAW).
• In dieser Arbeit wurden Methoden der kombinatorischen Materialforschung entwickelt und angewendet, um neue und/oder verbesserte Formgedächtnislegierungen zu erforschen. Für die Herstellung sogenannter Dünnschicht-Materialbibliotheken wurde das Katodenzerstäuben genutzt. Unter Verwendung keilförmiger Multilagenschichten konnten dabei komplette ternäre Legierungssysteme oder große Bereiche quaternärer Legierungssysteme abgeschieden werden. Zu deren Hochdurchsatz-Charakterisierung wurden automatisierte Messverfahren für die Bestimmung der Zusammensetzung (energiedispersive Röntgenanalyse), der Struktur (Röntgenbeugung) und des Phasenumwandlungsverhaltens (temperaturabhängige Widerstandsmessung) eingesetzt. Für die Charakterisierung des Formgedächtniseffektes fand die Biegebalken-Methode (temperaturabhängige Änderung der Schichtspannung) Anwendung und wurde unter Nutzung mikrostrukturierter Si-Biegebalken in Matrixanordnung zu einem parallelen Hochdurchsatz-Messverfahren weiterentwickelt.