Jacobi, Moritz Hermann von 1801-1874; Parrot, Georg Friedrich 1767-1852; Lenz, Heinrich 1804-1865; Elektromagnetismus; Elektrotechnik; Physik; Physiker; Sankt Petersburg; Biografie; Hochschulschrift; Jacobi, Moritz Hermann von 1801-1874; Akademie der Wissenschaften; Geschichte
Schriften des Bundesinstituts für Ostdeutsche Kultur und Geschichte
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Die durch Atom- und Clusterionen mit Anfangsenergien im MeV-Bereich in dünnen Schichten induzierte Lumineszenz wurde untersucht und dabei das Messprinzip des 'single ion hitting single photon counting' eingesetzt. Durch Verwendung von Proben mit Schichtdicken von 50 Nanometern bis ca. 3 Mikrometern war die direkte Bestimmung der Lumineszenz pro Wegstrecke möglich. Die Diskussion der gewonnenen Messdaten wurde durch Modellierungen begleitet, um den 'mikroskopischen Blick' ins Innere der Probe zu erleichtern. Das wichtigste Ergebnis ist, dass die Lumineszenz im Bereich niedriger Energiedichte erzeugt wird und von intakten Molekülen in der Probe stammt. Die durch Clusterionen erzeugte Lumineszenz wird bis zu einer Schichtdicke von ca. 1 Mikrometer sehr stark vom Aufbruch der Clusterionen bestimmt. <dt.>
The luminescence induced in thin layers by atomic and cluster ions having initial energies in the MeV range was investigated by applying the principle of 'single ion hitting single photon counting'. By using samples with layer thicknesses ranging from 50 nanometers to about 3 micrometers the direct determination of the luminescence per unit path length was made possible. The discussion of the data was supported by model calculations to faciliate the 'microscopic view' into the inside of the sample. The most important result is, that the luminescence is produced within the area of low energy density and arises from intact molecules in the sample. The luminescence produced by cluster ions up to a layer thickness of about 1 micrometer is strongly influenced by the breakup of the cluster ions. <engl.>
In dieser Arbeit wird ein quantitatives Modell der 'effektiven' Signalverarbeitung im auditorischen System entwickelt, das die unterschiedlichen Wahrnehmungsleistungen von Normalhörenden und Innenohrschwerhörenden in psychoakustischen Experimenten beschreibt. Die Auswirkungen der bei Innenohrschwerhörenden verringerten cochleären Kompression wurden in Experimenten zur Lautheitswahrnehmung, zum Zeitauflösungsvermögen und zur Intensitätsdiskrimination untersucht. Zusätzlich wurden die Auswirkungen der im Modell realisierten zeitlichen Analyse innerhalb jeder Frequenzgruppe auf das spektrale Auflösungsvermögen Normalhörender untersucht. Das hier vorgestellte Modell der Signalverarbeitung kann eingesetzt werden, um Auswirkungen unterschiedlicher Schädigungen auf komplexe auditorische Wahrnehmungsleistungen zu untersuchen. Zudem können mit dem Modell Hörgerätealgorithmen für die Entwicklung 'intelligenter' Hörgeräte getestet und optimiert werden. <dt.>
In dieser Arbeit werden Transportprozesse in Quanten-Spin-Systemen untersucht. Zuerst wird der stationäre Zustand von Spin-Ketten zwischen 2 Wärmebädern unterschiedlicher Temperatur betrachtet. Für das XY Modell ergibt sich eine im Innern der Kette räumlich konstante Energie. Der Energiestrom ist für lange Ketten asymptotisch konstant, gehorcht also nicht dem Fourierschen Gesetz. Durch Addition von unabhängigen weißen Rausch-Prozessen zum Magnetfeld, das auf die einzelnen Spins wirkt, ergibt sich ein stochastisches XY Modell mit einer endlichen Wärmeleitfähigkeit und einem Energiegefälle vom warmen zum kalten Reservoir. Dann wird die Dynamik von unendlichen Spin-Systemen mit Hilfe der hydrodynamischen Skalierung untersucht. Für allgemeine Systeme dieser Art ergibt sich unter plausiblen Annahmen heuristisch ein mikroskopischer Ausdruck für die Wärmeleitfähigkeit (Green-Kubo-Formel). Für das stochastische XY Modell wird rigoros eine Diffusionsgleichung für die Magnetisierung hergeleitet. <dt.>
In this thesis, transport processes in quantum spin systems are investigated. First, the stationary states of spin chains between two heat baths at different temperatures are analysed. For the XY model, this yields a spatially constant energy distribution inside the chain. The energy current is asymptotically constant in the limit of long chains, which contradicts Fourier's law. By adding independent white noise processes to the magnetic field acting on the individual spins, a stochastic XY model is obtained which has a finite thermal conductivity and an energy distribution descending from the hot to the cold reservoir. Then, the dynamics of infinite spin systems is investigated with the aid of a hydrodynamical scaling. For general systems of this type, under plausible assumptions, a microscopic expression for the thermal conductivity (Green-Kubo formula) is derived on a heuristic level. For the stochastic XY model, a diffusion equation for the magnetization is derived rigorously. <engl.>
Oldenburg: Bibliotheks- und Informationssystem der Univ.
115 S graph. Darst.
Psychoakustik; Akustik Oberbegriff allgemein; Psychophysik Oberbegriff allgemein; Hochschulschrift
Wie nehmen wir unsere akustische Umwelt wahr? Dieses ist eine zentrale Frage der Psychoakustik. Sie ist insbesondere für nicht-stationäre Schalle wie Sprache und viele andere Umweltgeräusche, deren Intensität und spektraler Gehalt über die Zeit stark schwanken, wichtig. Diese Arbeit stellt eine Reihe neuer Ergebnisse zur Interaktion zwischen der Verarbeitung der Intensität, des spektralen Gehalts und zeitlicher Effekte in der Psychoakustik vor. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf den zeitlich-spektralen Effekten bei der Lautheitswahrnehmung und in Maskierungsexperimenten. Sie enthält Kapitel zu methodischen Einflußfaktoren bei der Messung der spektralen Lautheitssummation und der Dauerabhängigkeit der spektralen Lautheitssummation. Desweiteren sind Kapitel zum Einfluß zeitlicher Effekte auf die spektrale Maskierung, wie sie in "Asymmetry of masking" und "Comodulation masking release" Konditionen beobachtet wird, enthalten. Die Ergebnisse dieser Arbeit haben Auswirkungen auf eine Reihe von pychoakustischen Anwendungsgebieten, wie z.B. die Weiterentwicklung von "intelligenten" Hörgeräten, die Lärmforschung und die Entwicklung von Spracherkennern. <dt.>
How do we perceive our acoustic world? This is a central issue of psychoacoustic research. It is of particular interest for non-stationary sounds which are strongly varying in their spectral content and intensity over time, such as speech and many other environmental sounds. This study presents some new results concerning the intricate interaction between the processing of intensity, spectral content and temporal effects in auditory psychophysics. It focuses on spectro-temporal effects in loudness perception and masking. It contains chapters on methodological factors in measurements of spectral loudness summation and the effects of duration on spectral loudness summation. Additional chapters discuss the impact of temporal effects on spectral masking as observed in conditions of "asymmetry of masking" and "comodulation masking release". The results have implications on several areas of applied psychoacoustics such as the further development of "intelligent" hearing aids, the research of annoyance and the development of speech recognition processors. <engl.>
Der Übergang von der laminaren ebenen Couette-Strömung in den Intermittenzbereich wird im Rahmen einer 108-dimensionalen Galerkindarstellung in Orr-Sommerfeld- und Squire-Moden untersucht. Im Reynoldzahlbereich 325<= R <= 350 wird ein deutliches Übergangsverhalten gefunden; des weiteren wird auch die sensitive Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen im Intermittenzbereich bestätigt, die kürzlich von Schmiegel und Eckhardt [Phys. Rev. Lett. 79 (1997)] in einem deutlich höherdimensionalen System gefunden wurde. Als Kernpunkt wird die Energietransfererhaltung der nichtlinearen Terme durch eine Renormalisierung der nichtlinearen Koeffizienten des Galerkinsystems erzwungen. Dies hat zur Folge, daß keine unbeschränkten Lösungen mehr auftreten. Überraschend wurden weitere Konsistenzbedingungen in den Termen zweiter Ordnung der zeitlichen Ableitung der kinetischen Energie gefunden. Die Einbeziehung dieser Bedingungen in die Renormalisierung führte zu einer quantitativ guten Erfüllung der Energiebalancen. <dt.>
The transition from laminar plane Couette flow to intermittency is studied within a 108-dimensional Galerkin representation of Orr-Sommerfeld and Squire modes. A distinct transient behaviour is found in the Reynolds number region 325<= R <= 350. The results also confirm the sensitive dependence on initial conditions in the intermittency regime as recently found in a higher-dimensional function space [Schmiegel and Eckhardt, Phys. Rev. Lett. 79 (1997)]. As a crucial point, the conservation of the overall energy transfer rate is rigorously implemented by renormalizing the nonlinear coefficients of the Galerkin system. As a consequence, there are no runaway trajectories in the cut-off system considered. Surprisingly, further consistency conditions were found in the quadratic terms of the time derivative of the kinetic energy. After they have been taken into account by the renormalization, a quantitatively good fulfillment of the energy balances is achieved. <engl.>
Untersucht werden reversible Relaxationsphänomene mit großen Relaxationszeiten (einige Stunden bei 300K) im elektrischen Transport von p-leitenden CIGS-Schichten und ZnO/CdS/CIGS-Solarzellen. Ein wichtiger Effekt ist die Voc-Relaxation der Zellen, d.h. der langsame Anstieg der Leerlaufspannung (Voc) unter konstanter Beleuchtung. Die Phänomene werden auf eine gemeinsame Ursache zurückgeführt, nämlich eine große Gitterrelaxation im CIGS, die zum persistenten Einfang von Überschusselektronen führt. In den Schichten führt dies zu persistenter Photoleitung. In der Raumladungszone (RLZ) der Zellen stellen die gefangenen Elektronen eine zusätzliche Raumladung dar. Es wird ein quantitatives Modell entwickelt, das die Konsequenzen einer solchen Zusatzladung auf den elektrischen Transport vorhersagt. Mit diesem Modell wird die Verbindung zwischen den Relaxationsphänomenen quantitativ bestätigt. Außerdem zeigt sich, dass Volumenrekombination in der RLZ der dominante Verlustpfad in den Zellen ist. <dt.>
Reversible relaxation phenomena with large relaxation time (many hours at 300K) in the electronic transport of p-type CIGS thin films and ZnO/CdS/CIGS solar cells are investigated. An important effect is the open circuit voltage relaxation in the solar cells, i.e. the slow increase in the open circuit voltage under constant illumination. The relaxation phenomena are shown to have one common origin, namely a large lattice relaxation in the CIGS which leads to persistent trapping of excess electrons. In thin films this leads to persistent photoconductivity. In the space charge region (SCR) of the solar cells the trapped electrons represent an additional space charge. A quantitative model is developed which describes the impact of such an additional charge on the electronic transport. Using this model the connection between the relaxation phenomena is quantitatively confirmed. Furthermore, it is shown that volume recombination in the SCR is the dominant loss mechanism in the solar cells. <engl.>
Galliumnitrid (GaN) wird in den nächsten Jahren im Bereich optoelektronischer Anwendungen das dominierende Materialsystem für Bauteile wie Leuchtdioden und Halbleiterlaserdioden im kurzwelligen Bereich (blau bis ultraviolett) sein. Im Rahmen dieser Arbeit untersuche ich das Phänomen der persistenten Photoleitfähigkeit (PPC) in GaN. Dieser Effekt zeigt sich in GaN bei der Beleuchtung mit Licht unterhalb der Bandlückenenergie. Die elektrische Leitfähigkeit steigt unter Beleuchtung an und bleibt nach Beendigung der Lichtanregung für extrem lange Zeiten bestehen. Die optische Anregbarkeit mit Subbandgap-Licht und die langen Zeiten sind ein Hinweis auf tiefe metastabile Defekte in der Bandlücke von GaN. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den verantwortlichen Defekt zu identifizieren. Ich werde insbesondere Sauerstoff als vermutlich für die PPC relevante Verunreinigung diskutieren. Über die energetische Charakterisierung werde ich den physikalischen Mechanismus der Metastabilität erklären, der in mikroskopischen Potentialfluktationen begründet liegt. Die räumliche Lokalisierung des Defektes zeigt, daß der substratnahen GaN-Schicht eine besondere Bedeutung zukommt in der Erklärung der PPC über Potentialfluktuationen. Es handelt sich bei dieser Schicht um einen defektreichen und mechanisch verspannten Bereich in der Probe, hauptsächlich hervorgerufen durch Wachstumsfehler. In einem Probenvergleich werde ich Wege aufzeigen, wie die PPC reduziert oder vielleicht sogar verhindert werden kann. <dt.>
Galliumnitrid (GaN) will be the dominating material system for optoelectronic device in the short wavelength range (blue to ultraviolet), e.g. light emitting diodes and laser diodes. In this work I will investigate the persistent photoconductivity (PPC) in GaN. This effect is visible in GaN under illumination with subbandgap-light. The electrical conductivity increases under illumination and remains after the end of the light excitation for extreme long times. The optical excitation with subbandgap-light and the long time constants are in all probability related to deep metastable defects in the bandgap of GaN. In the present work I will try to identify the responsible defect. Especially oxygen will be discussed as the relevant impurity. The mechanism of the metastability is due to microscopic potential fluctuations. The spatial localization of the defect shows a great importance of the interfacial layer in the explanation of the PPC in terms of potential fluctuations. This layer is a defect rich and strained region in the samples, mainly due to imperfect crystalline growth. In a comparison of the samples I will show how to reduce or even prevent the PPC. <engl.>
Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Halbleiter-Elektrolyt-Systeme auf ihre Kinetik beim Ladungstransfer untersucht. An den Kontakten von GaAs, InP und GaInP mit Ferrocen oder Cobaltocen in Acetonitril wurden dabei Elektrochemische Impendanzspektren (EIS) und Intensitätsmodulierte Photostromspektren (IMPS) aufgenommen sowie Strom-Spannungs- und Kapazitätsmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Messungen widerlegen die Annahme, Metallocene seien nicht-adsorbierende, ideale outer-sphere Redoxsysteme. Es wurde daher ein umfangreiches kinetisches Modell entwickelt, in dem von der Adsorption des Redoxsystems und einem Ladungstransfer über einen Selbstaustauschprozeß ausgegangen wird. Die gute Übereinstimmung der nach diesem Modell erstellten Simulationen mit den Meßergebnissen zeigt, daß das Modell die tatsächlich ablaufenden Prozesse gut beschreibt. Mit den ermittelten quantitativen Werten für die Geschwindigkeitskonstanten des Ladungstransfers besteht zudem die Möglichkeit, verschiedene theoretische Berechnungen der maximalen Werte solcher Geschwindigkeitskonstanten zu überprüfen. <dt.>
In this thesis several semi-conductor electrolyte systems have been examined according to the kinetics of charge transfer. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Intensity Modulated Photocurrent Spectroscopy (IMPS) as well as current-potential and capacitance measurements were applied to the contacts of GaAs, InP and GaInP with ferrocene or cobaltocene in acetonitrile. The assumption that metallocenes are non-adsorbing, ideal outer-sphere redox systems was disproved by the results of the measurements. Therefore an extensive kinetic model was developed which includes the adsorption of the redox system and the charge transfer via a self exchange process. The good correspondence of the simulations based on this model with the results of the measurements shows that the assumed description of the processes at the interface is acceptable. Moreover the quantitative values for the charge transfer velocity constants obtained from these simulations can be used to prove different theoretical calculations concerning the maximal possible values for such velocity constants. <engl.>
Solarzellen auf Basis des Halbleiters Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) sind dabei, die Grenze zur Kommerzialisierung zu überschreiten. Ein Spitzenwirkungsgrad von bisher knapp 19% verspricht ein großes Potential. Leider hinkt das physikalische Verständnis den technologischen Erfolgen hinterher. In der vorliegenden Arbeit wird der Ladungstransport und die Defektphysik von Solarzellen und Schottky-Kontakten auf Basis von CIGS mit Hilfe von Admittanzspektroskopie, DLTS und Quantenausbeute untersucht. Zusätzlich werden Simulationsrechnungen (mit SCAPS-1D) vorgenommen. Es wird gezeigt, daß mit Hilfe der Admittanzspektroskopie eine Qualitätskontrolle der Solarzellen möglich ist. Durch differenzierte DLTS-Methoden (u.a. Leitwert-, Reverse- und Laplace-DLTS) wird die komplizierte Defektphysik von CIGS umfassend untersucht. Die Messung der Quantenausbeute und die vergleichenden Simulationsrechnungen weisen auf einen starken Einfluß der Korngrenzen auf den Ladungstransport hin. Weiterhin wird der Einfluß von Natrium sowohl auf die Kornmorphologie, als auch auf die elektrischen Eigenschaften des CIGS-Absorbers diskutiert. <dt.>
Solar cells on base of the semiconductor Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) are to be crossed thereby the boundary for commercialization. An efficiency from so far about 19% promises a large potential. Unfortunately the physical understanding limps to technological successes afterwards. In the available work the charge transport and the defect physics are examined by solar cells and Schottky-contacts on base of CIGS with the help of admittance spectroscopy, DLTS and quantum yield. Additionally calculations (with SCAPS-1D) are made. It is shown that with the help of the admittance spectroscopy a quality control of the solar cells is possible. By different DLTS methods (among others Conductance-, Reverse- and Laplace-DLTS) the complicated defect physics is comprehensive examined. The measurement of the quantum yield and the comparative calculations refer to a strong influence of the grain boundaries on the charge transfer. Further the influence of sodium is discussed both on the grain morphology and on the electrical characteristics of the CIGS absorber. <engl.>
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