In dieser Arbeit wurden Heterodioden aus amorphem (a-Si:H) und kristallinem (c-Si) Silizium untersucht, die Verwendung als Solarzellen finden. Die Laborstrukturen wurden durch Abscheidung von dotiertem a-Si:H auf kristallinen Wafern unter Verwendung von PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) hergestellt. An diesen Heterodioden wurden Strom-Spannungskennlinien temperaturabhängig gemessen. Der Vergleich mit verschiedenen theoretischen Ladungsträgertransportmodellen deutet auf Tunneln von Elektronen durch eine Leitungbandspitze am Heteroübergang und tunnelunterstützte Rekombinationsströme im c-Si. Aus temperatur- und frequenzabhängigen Kapazitätsmessungen ergab sich, dass elektronische aktive Defekte beim PECVD-Prozess entstehen. Zur Unterstützung der Interpretation der Messungen wurde eine numerische Halbleitersimulation entwickelt, mit der sowohl stationäre als auch transiente Vorgänge bei Halbleiterbauelementen berechnet werden können. Besonderes Augenmerk lag auf dem Einfluss auf Stromdichte und Kapazität durch die Energiedifferenz zwischen a-Si:H und c-Si im Leitungs- bzw. Valenzband, die als Barriere für Ladungsträger wirken kann und zu einer S-Form der Hellkennlinie bei tiefen Temperaturen führt. <dt.>
Heterodiodes of amorphous (a-Si:H) and crystalline silicon were examined that are used as solar cells. The laboratory structures were processed by deposition of doped a-Si:H on c-Si wafers using PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). Temperature dependent current-voltage curves were measured. The comparison of the results with different theoretical models indicates tunneling of electrons over a spike in the conduction band at the heterojunction and tunneling assisted recombination current in c-Si. Temperature and frequency dependent capacitance showed the creation of electronically active defects during PECVD deposition process. Interpretation of experimental results was supported by numerical simulation which was developed for computing stationary and transient behaviour of semiconductor devices. Of particular interest was the influence on current density by the bandgap difference between a-Si:H and c-Si leading to a barrier for charge carriers at valence and conduction band. This causes an S-shape of current-voltage curves under illumination at low temperatures. <engl.>
Ziel dieser Arbeit ist es, die Verarbeitung amplituden-modulierter (AM) akustischer Signale durch das auditorische System der Säuger zu verstehen. Hierzu ist ein biologisch motiviertes neuronales Modell entwickelt worden. Die erste Komponente des Modells ermöglicht die Simulation der Antworten sogenannter "ideal onset" Neurone im Nucleus Cochlearis. Diese Neurone zeichnen sich besonders dadurch aus, daß sie die Modulationsfrequenz von AM-Signalen durch ihre zeitliche Aktivität kodieren. Die zweite Komponente des Modells besteht aus einer Verschaltung verschiedener neuronaler Antworttypen. Mit Hilfe dieser Verschaltung wird die zeitliche AM-Information, die durch das "ideal onset" Modell bereitgestellt wird, in einen auf Feuerraten basierenden AM-Code umgewandelt. Der auf Feuerraten basierende AM-Code wird durch Neurone repräsentiert, die für bestimmte Modulationsfrequenzen selektiv sind, da sie bandpaßförmige Raten-Modulationsübertragungsfunktionen mit unterschiedlichen besten Modulationsfrequenzen besitzen. Das neuronale Modell erlaubt die Kodierung der Modulationsfrequenzkomponenten für eine Reihe von unterschiedlichen AM-Signalen. Im dritten Teil der Arbeit wird eine Erweiterung des Modells vorgestellt, mit deren Hilfe ein Vergleich zwischen den Simulationsergebnissen und dem psychoakustischen Konzept der Modulationsfilter ermöglicht wird. Dabei wird gezeigt, daß das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte neuronale Modell sich sowohl mit Ergebnissen aus neurophysiologischen Ableitungen als auch mit psychoakustischen Konzepten im Einklang befindet und somit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der AM-Verarbeitung im auditorischen System der Säuger leistet. <dt.>
This thesis aims at understanding the processing of amplitude modulated (AM) acoustic stimuli in the mammalian auditory system. A biologically motivated neural model of AM processing has been developed. The first main component of the model allows for the simulation of the response properties of cochlear nucleus ideal onset units, a neuron type that is known to encode the modulation frequency of AM stimuli by its distinct temporal responses. The second model component consists of a neural circuit that transforms temporal AM information, provided by the ideal onset model, into a rate-based representation of AM information. This rate-based representation is given by modulation-frequency selective neurons exhibiting bandpass shaped rate modulation transfer functions with different best modulation frequencies. The neural model allows for encoding the modulation content of a variety of AM stimuli. In the third part of the thesis, the model is further extended in order to compare the simulation results to the amplitude modulation filter concept derived from recent psychoacoustical data. Overall, the biologically motivated neural model is found to be in line with results from both neurophysiological recordings and psychoacoustic concepts and might therefore provide an important step towards a better quantitative understanding of the AM processing principles in the mammalian auditory system. <engl.>
In dieser Dissertation werden neuartige spektro-temporale Merkmale untersucht, die einer Verbesserung der Robustheit automatischer Spracherkennungssysteme unter ungünstigen akustischen Bedingungen dienen sollen. Ergebnisse physiologischer und psychoakustischer Arbeiten weisen auf eine wichtige Rolle spektro-temporaler Verarbeitung bei der Sprachwahrnehmung des Menschen hin. Daher werden Sigma-pi Zellen und Gabor Filter als Methoden zur Extraktion sekundärer Merkmale auf Basis einer spektro-temporalen Repräsentation evaluiert. Insbesondere die Gabor Merkmale beinhalten das Cepstrum sowie eine rein zeitliche Filterung als Spezialfälle, wobei darüber hinaus auf spektro-temporale Modulationen gezielt wird. Eine datenbasierte Methode zur Merkmalsselektion wird zur Optimierung der Merkmalssätze verwendet. Beide Typen von Merkmalen zeigen eine erhöhte Robustheit bei Experimenten mit kleinen Wortschätzen. Sigma-p Zellen erlauben zudem eine Schätzung des Sprach-zu-Rausch-Abstandes des Eingangssignals allein aufgrund kleiner spektro-temporaler Modulationen. Durch Anhängen von Gabor-basierten Merkmalen kann die Erkennungsleistung des Qualcomm-ICSI-OGI Erkenners im Aurora Experiment weiter verbessert werden. <dt.>
In this thesis, novelle spectro-temporal feature extraction techniques are evaluated for enhancing the robustness of automatic speech recognition systems (ASR) in adverse acoustical conditions. Recent physiological and psychoacoustical findings indicate that spectro-temporal processing plays an important role in human speech perception. Therefore, sigma-pi cells and Gabor filter functions are investigated as secondary feature extraction methods based on a spectro-temporal representation. Especially the Gabor features are versatile enough to include cepstral features and purely temporal filtering as special cases, while additionally aiming at combined spectro-temporal modulations. A data driven feature selection method is applied for feature set optimization. For small vocabularies, both types of features are shown to increase the robustness of ASR systems. Sigma-pi cells also allow for estimating the speech-to-noise ratio of an input signal solely based on low spectro-temporal modulation. The Gabor based Tandem feature sets increase the performance of the Qualcomm-ICSI-OGI system for the Aurora task, when concatenating the two streams. <engl.>
Die Dissertation befasst sich mit der Lautheitswahrnehmung bei Normal- und Schwerhörenden. Kapitel 2 zeigt die Ergebnisse einer Feldstudie mit einem tragbaren DSP-Hörgerät, welches versucht die individuelle Lautheitswahrnehmung Schwerhörender mit verschiedenen Strategien zur Dynamikkompression zu restaurieren. In Kapitel 3 werden zwei Methoden zur Messung der Lautheitswahrnehmung (Lautheitsvergleich und kategoriale Lautheitsskalierung) miteinander verglichen. Die übrigen Kapitel beschäftigen sich mit der Modellierung der Lautheitswahrnehmung stationärer Schalle bei Normal- und Schwerhörenden basierend auf Daten, die mit Hilfe der Lautheitsskalierung gewonnen wurden. Während Kapitel 4 eine Übersicht über verschiedene Versionen des von Zwicker vorgestellten Lautheitsmodells gibt, wird ein neues Lautheitsmodell (Das 'Oldenburger Lautheitsmodell') in Kapitel 5 eingeführt. Das Modell ist in der Lage, individuelle Daten Schwerhörender besser vorher zu sagen und berücksichtigt neueste Daten über die Isophonen. In Kapitel 6 wird eine Evaluation des Modells im Vergleich zu anderen, aus der Literatur bekannten, Modellen vorgestellt. <dt.>
This thesis is devoted towards the loudness perception of normal- and hearing-impaired listeners. It starts with a description of a field-test performed with a wearable DSP prototype hearing aid, which aims at restoring loudness perception in the individual hearing-impaired listener with different dynamic compression algorithms (chapter 2). In chapter 3 two methods (loudness matching and categorical loudness scaling) for assessing loudness perception are tested against each other. The reminder of the thesis is devoted towards modeling normal and impaired loudness perception for stationary sounds based on data derived from the method of loudness scaling. While chapter 4 gives a review of the literature on different versions of the loudness models based on the approach by Zwicker, a new loudness model (The 'Oldenburg Loudness Model') is introduced in chapter 5. This model has the advantage of better predicting the individual data of hearing-impaired listeners and taking into consideration the most recent data on equal-loudness level contours. Chapter 6 performs an evaluation of this model in comparison with two other models known from the literature. <engl.>
Die Arbeit behandelt die strukturelle, elektrische und optische Charakterisierung von Cd 2 SnO 4 -Schichten (CTO). TEM- und GIXRD-Messungen zeigen, daß die Schichten aus Cd2 SnO 4 mit Anteilen von CdO bestehen. Schichtwiderstände von 14 Omega bei gleichzeitiger Transmission von 85% bei 550 nm wurden realisiert. Die Leitfähigkeit der CTO-Schichten erreicht 2800 Omega -1 cm -1 bei Ladungsträgerdichten von 4x10 20 cm -3 und Ladungsträgerbeweglichkeiten von 41 cm 2 V -1 s -1. Durch spektrale Rückrechnung mit Hilfe des Programmes RIG-VM wurden die dielektrischen Funktionen der Schichten bestimmt. Dabei wurden zum ersten Mal die Modelle von Leng et al. und von Hamberg et al. auf CTO angewendet. Im Vergleich mit ITO und ZnO:Al werden die gleichwertigen Eigenschaften des CTO zu diesen Materialien aufgezeigt. Auf einer CTO-Schicht als Ersatz für den ITO/SnO 2 -Frontkontakt wurde eine CdS/CdTe-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 7,4% hergestellt. <dt.>
The work treats the structural, electrical and optical characterisation of Cd 2 SnO 4 thin films (CTO). TEM- und GIXRD-investigations show that the prepared films consist of cubic Cd 2 SnO 4 with CdO inclusions. Sheet resistances of 14 omega with simultaneous transparency of 85% at 550 nm have been reached. The conductivity of the CTO-films reach 2800 omega -1 cm -1 with carrier densities of 4x10 20 cm -3 and carrier mobilities of 41 cm 2 V -1 s -1. By simulation of the transmission/reflection- and the ellipsometrical spectra with the simulation program RIG-VM the dielectric functions of the CTO-films could be determined. The dielectric funcion models of Leng et al. and of Hamberg et al. have been applied for the first time on CTO. A comparison with ITO and ZnO:Al demonstrates the equivalent properties of CTO. A CdS/CdTe solar cell with a conversion efficiency of 7.4% has been prepared on a CTO-film as a substitute of the commonly used ITO/SnO 2 -frontcontact. <engl.>
Ziel der in dieser Arbeit zur stochastischen Analyse experimenteller Daten verwendeten sog. Markowanalyse ist es, aus gegebenen Daten Rückschlüsse über den den Daten zugrunde liegenden stochastischen Prozess zu ziehen ohne physikalische Annahmen über das betrachtete System machen zu müssen. Im ersten Teil der Arbeit wird die Anwendung dieser Methode in der Turbulenzforschung erläutert, insbesondere auf das Problem der Intermittenz, dem unerwartet häufigen Auftreten sehr grosser Geschwindigkeitsfluktuationen auf sehr kleinen Längenskalen. Die anhand eines exemplarisch ausgewählten Datensatzes ausführlich diskutierte Methode beschreibt diesen Effekt korrekt. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Analyse hochfrequenter Wechselkursdaten (US-Dollar/DM). Auch hier findet sich das Phänomen überproportional häufiger starker Kursschwankungen auf sehr kleinen Zeitskalen. Der Vergleich zwischen den stochastischen Prozessen für Wechselkursmärkte und turbulente Daten eröffnet interessante Analogien. <dt.>
It is the aim of the so-called Markovanalysis to obtain information about stochastic processes of a given system by analysing experimental data without using any assumptions about the physics of the system. In the first part of this thesis, the application of this method in turbulence research is discussed, in particular with respect to the problem of intermittency, i.e. the unexpected frequent occurrences of large velocity fluctuations on small length scales. The method, which is discussed extensively for one exemplarily chosen dataset, yields a correct description of this phenomenon. The second part of this thesis is concerned with the analysis of high frequency exchange rate data (US-Dollar/DM). Theses exchange rates show similarities to turbulence, namely unexpected frequent occurrences of very large price fluctuations on small time scales. A comparison of the stochastic processes underlying FX-markets and turbulence shows interesting analogies. <engl.>