In dieser Doktorarbeit wurde ein STM-SNOM-Hybridmikroskop entwickelt, mit dem gleichzeitig der Tunnelstrom, und damit topographische Informationen, sowie optische Signale von ein und derselben Oberflächenposition detektiert werden können. Zu diesem Zweck wurde ein Verfahren zur Herstellung optischer Glasfaserspitzen entwickelt, welche zum einen optimale Spitzenformen mit Nanometer Apexradius besitzen, zum anderen optisch transparent, elektrisch leitfähig und gleichzeitig mechanisch robust sind. Experimente wurden an Ruthenium (0001)- und Titandioxid (110)- Einkristallen durchgeführt, auf welche optisch aktive Silber-Nanopartikel aufgebracht wurden. Während die Ag-Inseln auf Ru(0001) optisch aktiver als das umliegende Substrate sind, werden die Ag-Partikel auf TiO2 dunkler in den optischen Karten abgebildet, was den absorptiven Charakter der angeregten Mie-Plasmonen widerspiegelt. Das räumliche Auflösungsvermögen in den optischen Karten wurde mit ca. 1 nm bestimmt.
In this doctoral thesis an STM-SNOM hybrid microscope was constructed, being able to simultaneously detect the tunnel current, and thus topographic information, and optical signals from identical surface positions. For this purpose, a procedure for the fabrication of optical fiber tips has been developed, which are characterized by apex radii at the nanometer scale at the one hand and are optically transparent, electrically conductive and mechanically robust at the other. First test experiments were carried out on ruthenium (0001) and titanium dioxide (110) single crystals, decorated with Ag nanoparticles as optically active elements. While the Ag-islands on Ru(0001) are optically active with respect to the surrounding substrate, the Ag particles on TiO2 appear darker in the optical maps, reflecting the absorptive character of underlying Mie plasmons. A spatial resolution of 1 nm could be derived from the optical maps.
Diese Dissertation klärte innerhalb eines Design-Based-Research-Rahmens, wie sich eine Verknüpfung von Schule und Außerschulischen Lernorten (AsL) mittelfristig auf ein systemisches Verständnis in Bezug auf den Klimawandel bei Schüler:innen der 7. Jahrgangsstufe auswirkt. Hierfür kam ein Methodenmix zum Einsatz. Während ein schriftlicher Test eine signifikante Verbesserung des Systemverständnisses nahelegte, ließ eine qualitative Inhaltsanalyse sowohl auf eine heterogene als auch diskontinuierliche Entwicklung schließen. Die Ergebnisse legen nahe, dass Vorstellungen über dynamische Prozesse im Klimasystem vor allem von im Unterricht eingesetzten Modellen profitierten. Bezüglich der AsL kristallisierten sich hingegen motivationale Faktoren und erinnerungswürdige persönliche Erfahrungen als wesentlich für den Cognitive-Development-Prozess heraus. Für Schüler:innen mit einer geringeren Leistungsentwicklung konnten keine generellen positiven Effekte außerschulischen Lernens nachgewiesen werden.
This dissertation explored, within a design-based research framework, the medium-term impact of linking school and out-of-school learning (OLE) on a systemic understanding of climate change among 7th grade students. A method mix was used for this purpose. While a written test suggested a significant improvement in systemic understanding, a qualitative content analysis revealed both a heterogeneous and discontinuous development. The results indicate that ideas about dynamic processes in the climate system were mostly developed by the analogue and digital models used in class. With regard to OLE, motivational factors and memorable personal experiences emerged as essential for the cognitive development process. However, for students with lower performance development, no general positive effects of extracurricular learning could be proven.
Hörtests mit Sprache im Störgeräusch sind ein wichtiges Diagnoseinstrument, um das Sprachverstehen eines Hörers zu erfassen. In der Sprachaudiometrie gibt es mehrere gut etablierte klinische Messverfahren, welche jedoch meist mit einem hohen Messaufwand verbunden sind, da ein Spezialist den sprachaudiometrischen Test durchführen muss. Diese Arbeit geht dieses Problem mit selbst durchgeführte Testverfahren, welche automatische Spracherkennung (ASR) nutzen, an. Hierbei werden zwei Szenarien berücksichtigt: einer gut kontrollierten Laborumgebung mit einem lokalen ASR-System, welches speziell für diesen Zweck entwickelt wurde und eine Screening-Anwendung, bei der die ASR-Komponente eines Smart Speakers verwendet wird, also eines hochwertigen, kommerziell erhältlichen Lautsprechers, der mit einem virtuellen Assistenten verbunden ist. Die beiden vorgeschlagenen Systeme werden mit insgesamt 139 Probanden evaluiert, welche ein breites Spektrum an Hörfähigkeiten abdecken: Normalhörende, leicht-, mittel- und hochgradig hörgeschädigte Personen sowie Personen mit Cochlea-Implantaten. Die Genauigkeit der automatisieren Messung ist dabei im gleichen Bereich, wie wenn die Messung mit einem menschlichen Versuchsleiter durchgeführt wird.
Speech-in-noise tests are an important tool for assessing the speech recognition ability of a listener. While several well-established clinical measurement procedures exist, most come with the drawback of a high measurement effort, since a specialist needs to conduct the speech audiometric test. This work addresses this issue by proposing self-measurement applications utilizing automatic speech recognition (ASR). Two different application scenarios are considered: a well-controlled laboratory environment with a locally running ASR system developed specifically for this purpose and a screening application using the ASR component of a smart speaker - i.e., a commercially available high-quality speaker connected to a virtual assistant. The two systems proposed are evaluated with 139 subjects in total - covering a wide range of hearing abilities: normal-hearing listeners, mildly-, moderately- and severely hearing-impaired subjects, as well as listeners with cochlear implants. The measurement accuracy with the unsupervised procedure was found to be in the same range as when conducting the test with a human supervisor.
Seite 6 von 58
