Klangfarbe verbindet alle Hörobjektmerkmale, die nicht Tonhöhe, Lautheit und Länge sind. Eine Klangfarbenverzerrung durch sensorineuralen Hörverlust kann sich nicht nur auf die Musikwahrnehmung, sondern auch auf die Objekterkennung im Allgemeinen auswirken. Um Unterschiede in der Objekttrennung und Klangfarbenunterscheidung zwischen Normalhörenden und Schwerhörenden mit sensorineuralem Hörverlust zu quantifizieren, wurde eine neue Methode entwickelt, die übergeblendete (gemorphte) Instrumentenklängen in psychoakustischen Messungen verwendet. Die Ergebnisse der Ähnlichkeits- und Diskriminationsexperimente werden im Kontext von allgemeinen Klangfarbenmodellen diskutiert und mit einem effektiven numerischen Hörmodel simuliert. Im Gegensatz zur eingeschränkten Fähigkeit von Schwerhörenden, aufgrund von verringerter Zeit- und Frequenzauflösung natürliche Objekte zu trennen, scheinen bestimmte Klangfarbendimensionen nicht durch Kompressionsverlust beeinträchtigt zu sein, wie die vorliegende Studie zeigt. Bei linearer Verstärkung könnten diese Klangfarben Schwerhörenden helfen, Objekte zu trennen. <dt.>
Timbre is a combination of all auditory object attributes other than pitch, loudness and duration. A timbre distortion caused by a sensorineural hearing loss not only affects music perception, but may also influence object recognition in general. In order to quantify differences in object segregation and timbre discrimination between normal-hearing and hearing-impaired listeners with a sensorineural hearing loss, a new method for studying timbre perception was developed, which uses cross-faded (morphed) instrument sounds in psychoacoustic measurements. The results of the similarity rating and discrimination experiments are discussed in the context of common timbre models and simulated using an effective auditory computer model. The present study shows that, as opposed to reduced ability of hearing-impaired listeners to separate natural objects due to a reduction in time and frequency resolution, certain timbre dimensions seem to not be degraded by compression loss. These timbres might provide hearing-impaired listeners with cues for separating objects when linear sound amplification is provided. <engl.>
Verschiedene alternative Materialien und Materialkombinationen für organische Solarzellen wurden optisch und elektrisch charakterisiert. So z.B. low-band-gap-Polymere, double-cable-Polymere und reine Polymergemische ohne Fulleren, die jeweils zwar Potential zeigen, aber noch nicht die Wirkungsgrade der heutigen Standardzellen erreichen. Darüber hinaus wurden verschiedene Fullerenderivate untersucht. Optische Messungen an Polymeren und Polymer-Fulleren-Gemischen klären die grundsätzliche Eignung dieser Materialien und Materialkombinationen für Solarzellen. Eine optimale Temperatur für die Nachbehandlung der PEDOT:PSS-Zwischenschicht in der Solarzelle wurde gefunden. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Impedanzspektroskopie. Ein Ersatzschaltbild aus Kapazitäten und Widerständen wurde erstellt, mit dem die experimentellen Daten angefittet werden können. Dabei ist zu beachten, dass die Kapazität, die die aktive Schicht beschreibt, parallel zu dem System geschaltet wird. <dt.>
In this thesis several issues dealing with organic photovoltaics are discussed. Optical measurements on polymers and polymer-fullerene blends are shown to demonstrate, in principle, if these materials and material combinations are suitable for organic solar cell applications. An optimal post-heat treatment of the PEDOT:PSS interfacial layer in the organic solar cell is shown. A part of this thesis is concerned with studies of different alternative materials and concepts. Low-band-gap-polymers as well as double-cable-polymers and full polymer solar cells are investigated. These materials show potential but they do not reach the efficiency of standard organic solar cells. Further, different fullerene derivatives are analyzed. Another main part of the thesis is the impedance spectroscopy. An equivalent circuit out of capacities and resistances is found to fit the experimental data. Thereby it is notable that the capacity describing the active layer is connected in parallel to the system. <engl.>
Vor der Ostküste Grönlands sinken in jedem Jahr während der Eisschmelze eingefrorene Partikel ab und bilden dort das Sediment am Meeresboden. Bei Strömungsereignissen (Wirbel oder Dichtelawinen) wird dieses Sediment resuspendiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Messgerät entwickelt, das durch eine Dunkelfeldmessung von laserinduziertem Streulicht und dessen Integration über einen großen Winkelbereich in Vorwärtsrichtung die notwendige hohe Empfindlichkeit zur Erfassung dieser Suspensionen aufweist. Aus den Messwerten des Streulichts kann durch eine Kalibrierung der Streukoeffizient des suspendierten Teilchengemisches errechnet werden. Die Messung des Streulichts bei den drei Wellenlängen 532 nm, 670 nm und 785 nm erlaubt es, den spektralen Verlauf des Streukoeffizienten zu ermitteln und aus ihm den Exponenten der in natürlichen Gewässern meist hyperbolischen Teilchengrößenverteilung zu berechnen. Zusätzlich kann durch den linearen Zusammenhang des Streukoeffizienten mit dem suspendierten Volumen die Massenkonzentration der Suspension ermittelt werden. Zum Nachweis der Funktion des Messgeräts wurde es während einer Forschungsfahrt im Herbst 2002 in der Grönlandsee profilierend eingesetzt. <dt.>
At the eastern coast of Greenland particels from sea ice are sinking down every year during the melting of the ice in spring and summer. The sunken material builds the sediment of the seafloor there. When current events i.e. eddies occur this sediment is resuspended. The aim of this thesis was to develop a new deep-sea nephelometer which is sensitive enough to study current events and the accompanying clouds of resuspended sediment. The new nephelometer collects scattered light through an elliptic mirror over a wide range of scattering angles in the forward direction. With the detected scattered light the scattering coefficient can be calculated. Detection of the scattering coefficient at the three wavelengths 532 nm, 670 nm and 785 nm makes it possible to gain the spectral shape of the scattering coefficient, which is hyperbolic for hyperbolically distributed particle sizes. Moreover, the suspended particle mass of the suspension is calculated due to the linear dependence of the scattering coefficient and the suspended mass. During an expedition into the western Greenland Sea in autumn 2002 the new device was tested under working conditions in profiling measurements. <engl.>
Vor der Ostküste Grönlands sinken in jedem Jahr während der Eisschmelze eingefrorene Partikel ab und bilden dort das Sediment am Meeresboden. Bei Strömungsereignissen (Wirbel oder Dichtelawinen) wird dieses Sediment resuspendiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Messgerät entwickelt, das durch eine Dunkelfeldmessung von laserinduziertem Streulicht und dessen Integration über einen groen Winkelbereich in Vorwärtsrichtung die notwendige hohe Empfindlichkeit zur Erfassung dieser Suspensionen aufweist. Aus den Messwerten des Streulichts kann durch eine Kalibrierung der Streukoeffizient des suspendierten Teilchengemisches errechnet werden. Die Messung des Streulichts bei den drei Wellenlängen 532 nm, 670 nm und 785 nm erlaubt es, den spektralen Verlauf des Streukoeffizienten zu ermitteln und aus ihm den Exponenten der in natürlichen Gewässern meist hyperbolischen Teilchengröenverteilung zu berechnen. Zusätzlich kann durch den linearen Zusammenhang des Streukoeffizienten mit dem suspendierten Volumen die Massenkonzentration der Suspension ermittelt werden. Zum Nachweis der Funktion des Messgeräts wurde es während einer Forschungsfahrt im Herbst 2002 in der Grönlandsee profilierend eingesetzt. <dt.>
At the eastern coast of Greenland particels from sea ice are sinking down every year during the melting of the ice in spring and summer. The sunken material builds the sediment of the seafloor there. When current events i.e. eddies occur this sediment is resuspended. The aim of this thesis was to develop a new deep-sea nephelometer which is sensitive enough to study current events and the accompanying clouds of resuspended sediment. The new nephelometer collects scattered light through an elliptic mirror over a wide range of scattering angles in the forward direction. With the detected scattered light the scattering coefficient can be calculated. Detection of the scattering coefficient at the three wavelengths 532 nm, 670 nm and 785 nm makes it possible to gain the spectral shape of the scattering coefficient, which is hyperbolic for hyperbolically distributed particle sizes. Moreover, the suspended particle mass of the suspension is calculated due to the linear dependence of the scattering coefficient and the suspended mass. During an expedition into the western Greenland Sea in autumn 2002 the new device was tested under working conditions in profiling measurements. <engl.>
Die holographische Aufzeichnung kleinster Streuteilchen hat sich als wertvolle Methode für die Messung drei-dimensionaler Strömungsgeschwindigkeitsfelder herausgestellt. Nach Einführung der Holographic Particle Image Velocimetry (HPIV) wird auf deren Rauschempfindlichkeit eingegangen. Mit einer kurzkohärenten Aufzeichnungsmethode (Light-in-Flight Holographie, kurz LiFH) wird bei der Rekonstruktion reeller holographischer Teilchenbilder (LiFH-PIV) eine effektive Rauschunterdrückung erzielt. Für Aufnahmen mit LiFH-PIV an einem industriellen Windkanal kommt dazu ein spezielles gepulstes Nd:YAG-Lasersystem zum Einsatz. Bei der Rekonstruktion mit einem cw-Laser sind größere Messfelder durch verlängerte Belichtungszeiten ('Holographie am Rauschlimit') möglich. Ein direkter Vergleich mit der klassischen HPIV durch Analyse der Signal-Rausch-Verhältnisse in den rekonstruierten Teilchenbildern zeigt die Vorteile von LiFH-PIV. Weitere Verbesserungen der Technik werden im Ausblick dargestellt. <dt.>
Particle holography has proven to be a useful metrological tool for three-dimensional flow velocimetry. Holographic Particle Image Velocimetry (HPIV) is introduced and its susceptibility to noise is carefully analysed. To reduce the intrinsic out-of-focus noise, a short-coherence recording technique (Light-in-Flight Holography, short LiFH) is adapted for the reconstruction of real particle images (LiFH-PIV). For the recording of air flows inside a large industrial wind tunnel, a specially designed pulsed Nd:YAG laser system is applied. The so-called 'holography at the noise limit' allows for larger measurement volumes by prolonged exposure times during reconstruction with a cw laser. A direct comparison of the classical HPIV and the LiFH-PIV approach reveals the advantages of the latter by evaluating the signal-to-noise ratio in reconstructed and digitised particle images. Future improvements of this technique are under way; these efforts are briefly reported in the extended outlook. <engl.>
Die vorliegende Arbeit enthält Untersuchungen zur Photodesorption zweiatomiger Moleküle von Metalloxidoberflächen. Die Methode eines Surrogate Hamiltonian erlaubt dabei eine mikroskopische Modellierung der An- und Abregungsprozesse. Die Bewegung des adsorbierten Moleküls wird quantenmechanisch mithilfe zeitabhängiger Wellenpaketdynamik behandelt. Um effiziente Simulationen der dissipativen Quantendynamik beim Photodesorptionsprozesses am System NO/NiO(100) zu realsieren, wurde ein systematisches Parallelisierungskonzept entwickelt. Die Implementation ermöglicht die Nutzung paralleler Rechentechnik für die Simulationen. Die erhaltenen Desorptionswahrscheinlichkeiten und Geschwindigkeitsverteilungen stimmen qualitativ mit den experimentellen Messungen überein. Durch einen detaillierten Vergleich mit Rechnungen im Rahmen einer stochastischen Wellenpaketmethode kann der Einfluss der expliziten Behandlung der An- und Abregungsprozesse analysiert werden. <dt.>
In this thesis, the photodesorption process of diatomic molecules from metal oxide surfaces was investigated. The microscopic description of the excitation-deexcitation cycle can be realized within the Surrogate Hamiltonian approach. The motion of the adsorbed molecule is treated within the framework of quantum mechanical wave packet dynamics. To perform calculations of dissipative quantum dynamics of the photodesorption on the exemplary adsorbate-substrate system NO/NiO(100), a massively parallel implementation was introduced. With the new implementation, the calculations can be performed on parallel computing power. The calculated desorption probabilities and velocity distributions are in qualitative agreement with experimental data. The influence of the explicit treatment of the excitation-deexcitation cycle on the observables was explored by a systematic comparison with calculations based on a stochastic wave packet scheme. <engl.>
Elektrochemisch abgeschiedenes Zinkoxid ist aufgrund seiner hohen Porosität ein viel versprechendes halbleitendes Material für diverse chemische, optische und elektrische Anwendungen. Durch die Zugabe verschiedener Moleküle während der elektrochemischen Abscheidung kann eine Sensibilisierung und Strukturdirigierung der Filme erreicht werden.Durch temperatur- und beleuchtungsabhängige Messungen der Strom-Spannungskennlinien werden die grundlegenden Ladungstransportprozesse untersucht. Die Charakterisierung der Elektrodenmorphologie erfolgt durch optische und rastersondenmikroskopische Methoden. Die elektrische Leitfähigkeit der Zinkoxidfilme lässt sich als ein thermisch aktivierter Prozess verstehen, der durch elektronische bergänge vom Valenzband des Zinkoxids in zwei Störstellenniveaus erklärt werden kann. Das nichtlineare Strom-Spannungsverhalten kann durch raumladungsbegrenzte Ströme erklärt werden. Das Material zeigt persistente Photoleitfähigkeit mit Halbwertszeiten im Bereich von mehreren Stunden, die durch relaxierende Oberflächenzustände verstanden werden kann. <dt.>
Electrochemically deposited zinc oxide is a promising electrode material for various electrical, chemical, and optical applications. The addition of different molecules during the electrochemical deposition has a sensitizing and structure directing influence on the electrodes obtained. The fundamental charge transport properties are investigated by means of temperature and illumination dependent measurements of the current-voltage characteristics. Different optical and scanning probe microscopy methods are used to characterize the electrode morphologies. The electrical conductivity can be seen as a thermally activated process, which can be interpreted by means of electronic transitions from the valence band to shallow impurity levels. The current-voltage characteristic can be explained by a space-charge-limited current model with traps distributed in energy. The material shows persistent photoconductivity with time scales in the range of hours. The photoconductivity transients follow a stretched exponential law, which can be attributed to a lattice relaxation of surface states. <engl.>
Ziel dieser Arbeit war die Anpassung des 1986 von C. Cano et al. entwickelten Heliosat-Verfahrens zur Berechnung der Globalstrahlung auf die horizontale Fläche in der Version von A. Hammer an die hochauflösenden (HRV) Daten des Satelliten Meteosat-8 (MSG-1). Neben einer neuen Atmosphärenkorrektur innerhalb des Heliosat-Verfahrens wurde ein neues Verfahren entwickelt, das Wolkenschatten statistisch identifiziert. Weiterhin wurde eine neue Parametrisierung des Strahlungstransports durch Wolken entwickelt, die physikalische Eigenschaften derselben verwendet und an das 2004 von R. W. Müller et al. für unbewölkte Verhältnisse entwickelte SOLIS-Verfahren anknüpft. <dt.>
The work in hand describes the adaption of the Heliosat procedure to the high resolution data of the Meteosat-8 (MSG-1) satellite, and deals with its advanced properties. A new correction contributing to the backscatter signal of the atmosphere and a new algorithm to detect cloud shades statistically have been developed. Furthermore, a new parameterization of radiative transfer through clouds is presented, which utilizes physical cloud properties and works with the new clear sky model SOLIS, which has been developed within EU project Heliosat-3. <engl.>