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Auer, Sabine;
Coupled exciton-plasmon modes in metal-dye hybrid systems. - 49 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Diese Arbeit widmet sich der der Untersuchung von Plasmonen-Exzitonen-Kopplung in Metall-Farbstoff-Hybridsystemen. Im Konkreten handelt es sich bei unserem Modell um eine Konfiguration aus einem Silbergitter bedeckt mit Rhodamine 6G in einer Polymermatrix. Ziel unserer Simulationen war es Rabi Energieaufspaltungen für Rhodamine 6G mit und ohne Laserinversion zu zeigen. Um eine vernünftige dielektrische Funktion zu finden, unternehmen wir einen Exkurs in die Lasertheorie und wenden die optischen Blochgleichungen auf unseren Farbstoff an. Dabei ist eine kritische Auseinandersetzung mit den Kramers-Kronig Relationen mit eingeschlossen. Am Ende werden Nebeneffekte wie die Rolle der Farbstoffschicht als Fabry-P\'erot-Resonator diskutiert.



Minz, Christoph;
Statistical properties of photon modes in random arrays of ZnO nano-needles. - 41 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Optische Femtosekunden-Experimente ermöglichen detaillierte Untersuchungen an ungeordneten Strukturen. Als Beispiel sei das quasi-zweidimensionale System aus homogen zufällig verteilten, vertikal ausgerichteten Zinkoxid (ZnO) Nanonadeln genannt. Die Gruppe von Prof. Dr. Lienau in Oldenburg fand in dieser Struktur ungewöhnlich hohe Intensitäten, die auf Lokalisierung schließen lassen. Zeitaufgelösten dreidimensionalen Berechnungen mit den Maxwellgleichungen werden an einem Modellsystem veranschaulicht und mit den experimentellen Ergebnissen verglichen. Um das Auftreten von Lokalisierung zu überprüfen, werden statistische Methoden dargelegt und auf die berechneten quadratischen Intensitäten sowie auf die experimentelle Ergebnisse angewendet.



Händel, Benjamin;
Plasmonic hotspots on semicontinious gold films : wavelength and polarization dependent behavior. - 32 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Dark and bright areas are observed in the near-field of a porous gold film. These can be identified as plasmons by their wavelength and polarization dependence. Furthermore the dependence of resolution on wavelength is attributed to light aperture interaction. An algorithm for the removal of topographic artifacts in the optical image is developed. Finally the distribution of several types of plasmons, as localized surface plasmons and surface plasmsons, is concluded upon.



Kleemann, Maria-Elena;
Polaritonische Effekte in Breitbandhalbleitern als Funktion der Temperatur. - 58 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Aufgrund der großen Exzitonen Bindungsenergien von GaN (25 meV) und ZnO (60 meV), in Verbindung mit einem polaren Bindungscharakter, resultiert die Wechselwirkung mit elektromagnetischen Wellen in starken Polarisationsfeldern mit großen longitudinal-transversalen Energieaufspaltungen, welche sich in Form von longitudinalen und transversalen Moden im Medium ausbreiten. Die Polarisationsfelder werden Exzitonen-Polaritonen genannt und ergeben sich aus der Wechselwirkung von elektromagnetischen Feldern mit Anregungen im Kristall (Exzitonen). Eine Konsequenz von Exzitonen-Polaritonen ist das Auftreten von räumlicher Dispersion. Ziel dieser Arbeit ist es den Einfluss von Exzitonen-Polaritonen auf die optischen Eigenschaften von GaN und ZnO zu untersuchen. Dies geschieht einerseits experimentell durch die Analyse und Auswertung von temperaturabhängigen Reflexionsmessungen an GaN und ZnO und andererseits theoretisch durch die Analyse des Effektes mit Hilfe von zwei verschiedenen Modellen der Dielektrischen Funktion in Abhängigkeit der Temperatur (das Polaritonenmodell und das klassische Lorentz-Oszillatormodell). Die Grundlage der Modelle bildet die Beschreibung innerhalb der linearen Response-Theorie. Im Rahmen dieser wird die Wechselwirkung von Licht und Materie als erzwungene Schwingung von harmonischen Oszillatoren beschrieben.



Faber, Carina;
Ab initio many-body perturbation theory: GW studies of the excitation spectra of the DNA/ RNA nucleobases and of the electron-phonon coupling in C60. - 100 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Die Berechnung elektronischer Eigenschaften, wie z.B. der Bandstruktur oder optischer Absorptionsspektren, ist von großer Bedeutung in der Festkörperphysik. Die Photovoltaik ist nur eines von vielen Beispielen, bei denen es grundlegend ist die elektronischen Eigenschaften zu kennen um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die Qualität von GW Rechnungen an Molekülen zu zeigen. Dies wurde bisher kaum ausgeführt und bildet das Fundament für zukünftige und umfangreichere Rechnungen im Bereich der organischen Photovoltaik. Zu diesem Zweck wurden die Anregungsspektren der DNA/ RNA Nukleobasen (Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin und Uracil) berechnet, da dies einerseits von großem fundamentalem Interesse ist und andererseits viele hochwertige quantenchemische Referenzdaten zur Verfügung stehen. Die erhaltenen Ergebnisse stimmen nicht nur hervorragend mit den quantenchemischen Daten überein, darüber hinaus wird für Cytosin und Uracil noch eine Verschiebung der Energieniveaus beobachtet, die über den aus der Festkörperphysik bekannten Scissoroperator hinausgeht. Zudem wurde die Elektron-Phonon-Kopplung im Buckminsterfulleren C60 betrachtet, denn die Größe dieser Wechselwirkung ist ein wichtiger Baustein vieler physikalischer Modelle, wie z. B. der BCS-Theorie, welche elementar für die Erklärung der Supraleitung ist. Während Dichtefunktionaltheorie (DFT) nicht zur Beschreibung dieser Größe geeignet ist, da zum einen die Ergebnisse, die ab initio mit DFT-LDA erhalten wurden, weit unter den experimentellen Werten liegen und da zum anderen DFT-B3lyp zwar akzeptable Werte liefert jedoch dabei der Anteil an exaktem Austausch im B3lyp-Funktional angepasst wurde um die experimentellen Ergebnisse zu reproduzieren, liefert die GW Methode Ergebnisse, die sehr gut mit den experimentell erhaltenen Werten übereinstimmen.



Schmidt, Florian;
Überwachung des Spulenzwischenraums bei der kontaktlosen Energieübertragung. - 90 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Stärker als je zuvor steht die Elektromobilität sowohl im politischen als auch im wirtschaftlichen Mittelpunkt und nimmt damit eine wichtige Rolle in der Forschung und Entwicklung der Automobilhersteller ein. Nicht nur die Entwicklung von Elektrofahrzeugen sondern auch die Frage nach geeigneten Ladekonzepten und einer Ladeinfrastruktur muss in diesem Zusammenhang untersucht werden. Neben dem kabelgebundenen Laden wird eine zweite Strategie der Energieübertragung verfolgt, das kabellose, induktive Laden. Die große Herausforderung besteht darin, den Prozess des kabellosen Ladens so sicher und frei von Gefahren zu gestalten, dass einem Einsatz im öffentlichen Raum nichts mehr im Wege steht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung einer Sensorik zur Detektion sich erwärmender Metallgegenstände im Spulenzwischenraum bei der kontaktlosen Energieübertragung. Zu Beginn wird ein Einblick in die theoretischen Grundlagen der Erwärmung, der Infrarotstrahlung und der Infrarotstrahlungstemperaturmessung gegeben. Im Anschluss daran wird die Eignung der Infrarotsensorik zur Überwachung des induktiven Ladevorgangs untersucht. Aufgabe der Sensorik ist die Erkennung sich erwärmender Gegenstände auf Basis von Infrarotstrahlungsdetektion. Die Experimente zeigen, dass sich viele theoretische Ansätze praktisch anwenden lassen. Dazu werden Wärmebilder aufgenommen und ausgewertet. Anschließend erfolgt eine übersichtliche Ergebnisdarstellung in Wort und Bild. Die Arbeit liefert damit einen wesentlichen Beitrag zur Untersuchung der Sicherheit des Ladekonzeptes und zur Findung eines möglichen Sensorsystems zur Überwachung des Spulenzwischenraums.



Martschoke, Daniel;
Entwicklung einer automatischen Positioniervorrichtung zum Ausrichten schwerer Werkstücke auf Magnetspannplatten. - 96 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

In dieser Arbeit wird eine automatische Positioniervorrichtung zum Ausrichten schwerer Werkstücke entwickelt, mit der es möglich ist, aus thermischen Schweißprozessen resultierende Unebenheiten zu kompensieren. Diese Technologie soll in einem Industrieprozess die CNC-gesteuerte Bohr- und Fräsmaschine bei der Bearbeitung unterstützen, deren Werkstücke durch Magnetspannplatten fixiert werden. Durch diesen Einsatz soll die Qualität der Produktionsgüter verbessert, sowie Zeit zum Ausrichten eingespart werden, indem das bestehende manuelle Verfahren abgelöst wird. Diese Arbeit beschreibt einen vollständigen Entwicklungsprozess ausgehend von einer physikalischen Untersuchung der Problemursachen sowie den Entwurf von Lösungskonzepten bis hin zur Integration in den Industrieprozess. Im Kern der Arbeit stehen die mechanische Konstruktion eines Getriebes, die elektronische Entwicklung einer Schrittmotorsteuerung sowie die numerisch orientierte Programmierung der Oberflächenmodellierung.



Fuß, Felix;
Selected Green Engineering experiments regarding power correlation and power savings on ASICs and line card systems. - 127 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Diese Diplomarbeit gibt einen Überblick über anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) und deren Einsatz auf Linecards aus dem Blickwinkel des Energiebedarfs mit besonderer Beachtung von Green Engineering Aspekten. Die Diplomarbeit ist demnach in drei Hauptpunkte untergliedert. Der erste Abschnitt bildet einen aufeinander aufbauenden Überblick angefangen mit den physikalischen Vorgängen im Silizium bis hin zur Funktionsweise einer Linecard. Dabei werden insbesondere Energiebedarf und Energiedissipation sowie funktionelle Prinzipien näher betrachtet. Der zweite Abschnitt beschreibt an Linecards durchgeführte Experimente zur Messung des Energiebedarfs und deren Korrelation. Der letzte Abschnitt diskutiert und bewertet ausgesuchte Techniken zur Reduzierung des Energiebedarfs.



Göckeritz, Robert;
Three-Terminal Junctions aus Graphen und AlGaN/GaN-Heterostrukturen. - 99 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Herstellung und Charakterisierung von elektronischen Bauelementen, speziell von Three-Terminal Junctions (TTJs), im 2DEG zweier aktuell diskutierter Materialsysteme durchgeführt, namentlich Graphen und das Heterosystem AlGaN/GaN. Dazu gliedert sich die Arbeit über Graphen in die Hauptpunkte Graphenherstellung, Identifikation und Charakterisierung des Graphens, Graphen- und TTJ-Prozessierung und die TTJ-Charakterisierung. Als ergänzender Punkt hierzu wurden vergleichbare TTJs in dem III-N-Heterosystem hergestellt und umfassend charakterisiert. Es wurde ein Hochtemperaturprozess für das epitaktische Wachstum von Graphen auf der Si-face von 4H-SiC unter Argonatmosphäre in Kombination mit einer Oberflächenpräparation entwickelt. Diese bestand in einer speziellen Abdecktechnik (Capping) durch einen vorgelagerten Temperschritt unter Argon-Normaldruck und führte zu einer verbesserten Oberfächenmorphologie des SiCs. Die Charakterisierung der Proben erfolgte mit Hilfe der AFM- und XPS-Technik sowie der spektroskopischen Ellipsometrie und der Ramanspektroskopie. Es wurden Technologien für die Prozessierung von TTJs auf Graphen und AlGaN/GaN-Basis entwickelt und erprobt. Diese bestehen in der Strukturierung des aktiven Materials durch die Verwendung der Elektronenstrahllithografie und Standard-Halbleitertechnologien. Die minimal erreichte Strukturbreite betrug ca. 15 nm. Es wurde erstmalig gezeigt, dass die Graphen-TTJs eine intrinsische Spannungsgleichrichtung bei Raumtemperatur zeigen. Dieses Verhalten war bislang nur bei TTJs mit einem 2DEG aus anderen Materialsystemen bekannt, bzw. für mechanisch abgespaltenes Graphen bei tiefen Temperaturen. Für die AlGaN/GaN-basierten TTJs gelang es erstmalig auf einem Materialsystem die beiden Bauelementeeigenschaften der Spannungsgleichrichtung und des Transistorverhaltens nachzuweisen. In bisherigen Veröffentlichungen wurde bisher nur jeweils einer der beiden Effekte gezeigt. Die intrinsische Spannungsgleichrichtung als Funktionsbeweis der hergestellten TTJs konnte im Rahmen dieser Arbeit erstmals für die Materialien Graphen und AlGaN/GaN erbracht werden. Dies stellt einen wichtigen Schritt für eine weitere Verwendung dieser Bauelemente in zukünftigen Forschungsarbeiten dar. Damit wurden die Voraussetzungen für die Erarbeitung eines tieferen Verständnis für deren Funktionsweise und das elektrische Verhalten der Materialen gelegt, was den Weg für mögliche Anwendungen dieser Bauelemente ebnet.



Neudert, Oliver;
Implementation, optimization and application of unconventional diffusion measurement techniques for single-sided NMR. - 110 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Die Arbeit befasst sich mit der Implementierung, Optimierung and Anwendung unkonventioneller Methoden zur Diffusionsmessung im inhomogenen Magnetfeld eines sogenannten single-sided NMR-Magneten. Diese umfassen sowohl mehrere eindimensionale Methoden als auch zweidimensionale Methoden zur Diffusion-Relaxation-Korrelationsmessung und Diffusion-Diffusion-Korrelationsmessung. Darüberhinaus wurden einige dieser Methoden zur Untersuchung von Austauschprozessen in einer bimodalen porösen Struktur angewandt und mit random-walk-Simulationen ergänzt