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Theoretische Physik II/ Computational Physics

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Abschlussarbeiten

Abschlussarbeiten im FG Theoretische Physik II

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Erstellt: Mon, 11 Dec 2017 10:26:25 +0100 in 0.0499 sec


Weber, Katja
Modellierung der Ausbreitung von Funkwellen im Innenbereich von Gebäuden. - Ilmenau. - 83 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein einfaches Modell zu erstellen, welches die Ausbreitung von Funkwellen im Innenbereich eines Gebäudes berechnet. Es wurde sich in dieser Arbeit zum einen auf die Ausbreitung in einem Raum mit beliebig geformter Geometrie und zum anderen auf einen viereckigen Raum mit einem Hindernis konzentriert. Für die Beschreibung der Wellenausbreitung wurde der strahlenoptische Ansatz verwendet. Dieser Ansatz besagt, dass Lichtwellen durch die Gesetze aus der Geometrischen Optik beschrieben werden können. In dieser Arbeit wird untersucht ob der verwendete Ansatz auch auf die Beschreibung von Funkwellen anwendbar ist. Dieser Ansatz ermöglicht eine gute Darstellung desWellenspektrums aller einfallenden Wellen am Ort des Empfängers sowie die Darstellung der zurückgelegtenWege aller Teilwellen. Es erfolgte eine Kombination des strahlenoptischen Ansatzes mit der Uniform Theory of Diffraction (UTD), um auch Beugungen an Hindernissen untersuchen zu können. Das Simulationsmodell wurde auf ein Real Time Location System (RTLS) angepasst, welches eine Lokalisierung von Personen oder Objekten im Innenbereich von Gebäuden mit einer Präzision von 10 cm ermöglicht. Dies geschieht mittels der Messung von Laufzeitunterschieden ausgesendeter Wellen im Ultra-Breitband (UWB) Bereich. In dieser Arbeit wurde ein Vergleich der Ergebnisse der Simulation mit denen aus einer Messung mit dem Real-Time-Location-System angestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/882803972weber.txt
Fischer, Robert
Benzotrithiophene based small molecules as potential material in organic solar cells. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Benzotrithiophen (BTT) wird auf sein Potenzial als lichtabsorbierendes Material in organischen Solarzellen untersucht. Die spezielle geometrische Form des BTT erlaubt die Gestaltung von linearen Oligomeren als auch von flachen, dreistrahligen, Stern-förmigen Dendrimeren, wobei eine einzigartige molekulare und elektronische Konfiguration erzeugt wird. Nach einer kurzen Einführung in organische Photovoltaik, wird eine Familie aus vier BTT-Derivaten mit substituierten Thienyl, Vinylen und Dicianovinylen Gruppen vorgestellt in asymmetrischen und symmetrischen Geometrien. Ein großer Teil der Untersuchung enthält computergestützte Berechnungen mit DFT und TDDFT. Gleichzeitig wird eine Route zur chemischen Darstellung gesucht. Bei den sternförmigen Molekülen wurde ein Antenneneffekt beobachtet, der im asymmetrischen Fall die Lichtabsorption verbreitert und im symmetrischen Fall verengt, aber verstärkt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/869862227fisch.txt
Kißling, Christoph
Theoretische Grundlagen der Modellierung memristiver Systeme. - 57 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Memristoren (Kurzform von "memory resistor") und memristive Systeme sind Widerstände mit Gedächtnis. Durch ihre völlig neuartigen Eigenschaften sind sie Gegenstand vieler Forschungsgebiete, die von digitalen Speichertechnologien bis zu neuronalen Netzen und Chaos reichen. Diese Arbeit führt in die Theorie dieser Bauelementeklasse ein und liefert ein solides Fundament für weitere Arbeiten. Zuerst werden die ursprünliche und einige moderne Definitionen der Gedächtniselemente gezeigt und verglichen und eine für technisch relevante Memristoren passende Definition vorgeschlagen. Darauf folgt eine Darstellung der generischen Eigenschaften und Erkennungsmerkmale wie der abgeschnürten Hystereseschleife, deren Fläche mit steigender Frequenz abnimmt. Wir besprechen außerdem Signalverhalten, Modellierung und einige interessante Implementierungen wie den Supraleiter-Memristor.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/866089780kissl.txt
Kreismann, Jakob
Eine numerische Studie zu dreidimensionalen optischen Mikrokavitäten. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In dieser Masterarbeit werden die Eigenschaften dreidimensionaler optischer Mikrokavitäten am Beispiel der Lima¸con-Kavität untersucht. Die Kavitäten werden dabei als dielektrische Zylinder lima¸con-förmigen Querschnitts mit unterschiedlichen Höhe-zu-Radius-Verhältnissen modelliert. Ziel dieser Arbeit ist es, dabei den Einfluss auf die Resonanzen, Gütefaktoren, Eigenmoden und Fernfeldprofile im Vergleich zum zweidimensionalen Lima¸con zu untersuchen. Die Berechnung der genannten Eigenschaften erfolgt durch numerisches Lösen der Maxwellschen Gleichungen im Zeitbereich. Zu diesem Zweck wird das frei verfügbare FDTD-Simulationssoftwarepaket MEEP benutzt. Als erstes Ergebnis kann man festhalten, dass gewisse Parallelen in der Struktur der zweidimensionalen (2D) und dreidimensionalen (3D) Eigenmoden existieren. Die Vergleichbarkeit hängt dabei vom Verhältnis der Kavitätenhöhe zur Wellenlänge ab. Diese Eigenschaft lässt sich mit Hilfe des Modells des effektiven Brechungsindex quantifizieren. Die Berechnung der Resonanzen für TM-polarisierte Wellen wird zeigen, dass für kleine Höhe-zu-Radius-Verhältnisse Resonanzen erst bei höheren Frequenzen beginnen im Vergleich zum 2D-Lima¸con. Hier kann wieder das Modell des effektiven Brechungsindex herangezogen werden. Zusätzlich werden Kavitäten mit metallischen Boden- und Deckflächen (Sandwich-Lima¸con) betrachtet. Dort gleicht das Verhalten der TM-polarisierten Resonanzen für kleine Höhe-zu-Radius-Verhältnisse denen im 2D-Lima¸con. Im Fall des 3D-Lima¸con (ohne metallischen Boden und Deckel) sind die Gütefaktoren für alle betrachteten Höhe-zu-Radius-Verhältnisse gut vergleichbar mit denen des 2D-Lima¸con. Im Fall des Sandwich-Lima¸con ist das am besten für kleine Höhe-zu-Radius-Verhältnisse erfüllt. Die maximalen Gütefaktoren des Sandwich-Lima¸con sind eine Größenordnung höher als die des 3D-Lima¸con. Die Analyse der Fernfeldprofile wird zeigen, dass die vom 2D-Lima¸con bekannte gerichtete Abstrahlung in azimutaler Richtung (in der Querschnittsebene) ebenfalls existiert. Die Fernfeldprofile in polarer Richtung (senkrecht zur Querschnittsebene) lassen sich mit der Beugung am Spalt mit veränderter Spaltbreite beschreiben. Eine wichtige Eigenschaft ist die Abstrahlung schräg zur Resonatorebene. Diese wird für die Idee eines Partikeldetektors genutzt. Ein Scheibe-Lima¸con-Hybrid-System gibt einen Ausblick auf die Kombination von hohen Gütefaktoren und gerichteter Abstrahlung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/843516348kreis.txt
Fechner, Felix
Lichtausbreitung in Kegelmänteln: Strahlenbahnen, Wellenlösungen und Korrespondenzen. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Den Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit bildete die experimentelle Untersuchung der Lichtausbreitung in den Wänden konisch zulaufender Tuben. Aus den Beobachtungen und Vermutungen der Gruppe um Prof. Dr. Oliver Schmidt und Dr. Libo Ma wurden die zentralen Thesen abgeleitet. Einerseits wurde vermutet, dass Licht in den Wänden inhomogener konisch zulaufender Tuben geschlossene Bahnen ausbildet. Andererseits wurde vermutet, dass die Schwingungsebene des Lichtes, während das Licht die Bahnen durchläuft, der Tangentialebene am Kegelstumpf folgt. Zur Überprüfung der Thesen wurden zwei Verfahren verwendet: die Geometrische Optik und die numerische Analyse auf Grundlage der Maxwell-Gleichungen. Auf die theoretischen Grundlagen beider Gebiete wird eingegangen. Die Geometrische Optik wird erfolgreich eingesetzt, um das Verhalten von Lichtstrahlen auf Kegeloberflächen zu untersuchen. Es kann mit Hilfe einer Geodätengleichung gezeigt werden, dass sich auf homogenen Kegeloberflächen keine geschlossenen Lichtbahnen finden lassen. Den zweiten Zugang zur Überprüfung der aufgestellten Thesen bildete die numerische Analyse mit Hilfe der Software MEEP. MEEP verwendet den Yee-Algorithmus, um die Maxwell-Gleichungen der Elektrodynamik zu diskretisieren. Es erlaubt die Implementierung komplizierter Geometrien und die Ausgabe aller elektromagnetischen Größen. Im Sinne eines besseren Verständnisses der gewonnenen Daten werden vorbereitende Simulationen an homogenen und inhomogenen dünnwandigen Hohlzylindern durchgeführt. Außerdem wurden homogene konisch zulaufende Tuben untersucht. Zur Überprüfung der Hypothesen der vorliegenden Arbeit werden Abbildungen erstellt, die die zeitliche Entwicklung der Energiedichte auf Strecken im Inneren der Tubenwände darstellen. Es werden Bahnen gefunden, die zeigen, dass die Energiedichte ausgehend vom Ort der Quelle zunächst zu kleineren Radien wandert. Die Bahn erreicht einen Umkehrpunkt bei einem minimalen Radius. Anschließend wandert die Energiedichte zu größeren Radien und verlässt danach das System. Es wird eine Strahlen-Wellen-Korrespondenz gefunden werden. Es wird ergänzend eine Quantisierungsbedingung aufgestellt. Abschließende Untersuchungen zeigen, dass die Schwingungsebene des elektrischen Feldes der Tangentialebene am Kegel folgt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/818425377fechn.txt
Kreismann, Jakob
Eine numerische Untersuchung zu Goos-Hänchen-Verschiebung und Fresnel-Filtern an gekrümmten Grenzflächen. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In dieser Bachelorarbeit werden die Goos-Hänchen-Verschiebung und das Fresnel-Filtern aus der Wellendynamik eines Gauß-Strahls bei Reflexion nahe des Grenzwinkels der Totalreflexion an gekrümmten Grenzflächen extrahiert. Als Grenzflächen werden dielektrische Scheiben betrachtet. Es wird dabei zwischen konkaver und konvexer Krümmung unterschieden. Der Einfluss von Brechzahl und Krümmungsradius der Grenzflächen sowie linearer Polarisation des Gauß-Strahls werden untersucht. Ein Vergleich der Effekte an der ebenen Grenzfläche wird durchgeführt. Die Berechnungen für die Wellendynamik erfolgen mit dem FDTD-Simulationsoftwarepaket "MEEP". Es wird gezeigt, dass die Goos-Hänchen-Verschiebung und das Fresnel-Filtern deutlich von Art und Stärke der Krümmung der Grenzflächen abhängen. Darüber hinaus werden diese beiden Effekte stark von p-Polarisation des Gauß-Strahls beeinflusst. Ein Vergleich mit analytischen Ergebnissen bestätigt die Berechnungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/777417553kreis.txt
Preiß, Julia
Entwicklung eines Algorithmus zur Skalierung von Strömungsmaschinen zur Optimierung der Luftversorgung von Brennstoffzellen. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

In einer Brennstoffzelle wird Energie bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff frei, die zuvor in den Gasen gebunden war und welche nutzbringend beispielsweise für den Antrieb von Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Von besonderer Bedeutung für den Betrieb einer Brennstoffzelle ist die optimale Versorgung mit Sauerstoff. Bei der Anwendung in Fahrzeugen wird Sauerstoff in Form von Umgebungsluft angesaugt und gleichzeitig verdichtet, um eine Steigerung der Brennstoffzellenleistung und -effizienz zu erreichen. Für die Bereitstellung wird ein Kompressor verwendet, der von einem Elektromotor angetrieben wird. Eine vom Abgas angetriebene Turbine wird zur Entlastung des Motors benutzt. Dabei kann die Öffnung der Leitradschaufeln der Turbine variiert werden, um für verschiedene Lastpunkte den Druck im System einzustellen und damit bestmögliche Betriebsbedingungen für das Brennstoffzellensystem zu gewährleisten. Simulationen einer Luftversorgung für unterschiedliche Brennstoffzellensysteme werden auf Basis von Kennfeldern bereits bestehender Strömungsmaschinen durchgeführt. Dabei ist eine Anpassung von Kompressor und Turbine auf die neue, vom System benötigte Luftmenge erforderlich. Dies wird über die Skalierung der Kennfeldgrößen mittels jeweils eines Faktors realisiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Algorithmus zur Berechung dieser Skalierungsfaktoren und der Öffnung der Turbine entwickelt. Dabei wird zur Bestimmung der Turbinenöffnung eine Interpolation auf Grundlage der Kennfelder durchgeführt. Für die Berechung der Skalierungsfaktoren wurde ein neuer Algorithmus entworfen, der auf den Kennfeldgrenzen und einer Vermeidung der Überschreitung dieser Begrenzungen basiert. Mit dem erstellten Algorithmus konnte eine wesentliche Zeitersparnis im Vergleich zur früheren, manuellen Bestimmung dieser Größen erzielt werden. Zudem sind die Komponentenkennfelder optimal auf das jeweilige Ziel-Brennstoffzellensystem angepasst. Die auf Basis der entwickelten Algorithmen erzeugten Kennfeldbeschreibungen werden nun auch für die Erstellung von Zuliefererspezifikationen herangezogen.


Purle, Stefan
Über die Messbarkeit von Eisreibung mittels eines tragbaren Mikrotribometers. - 49 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

In dieser Arbeit werden Untersuchungen an einem tragbaren Tribometer vorgestellt. Neben dessen Kenndaten soll ermittelt werden, ob es sich für den Messeinsatz im Rahmen des modernen Wintersports eignet. Es werden sowohl Messungen mit hochdichtem Polyethylen (HDPE) als auch mit Stahlkugeln vorgestellt, um eine Verwendung im Rahmen des Skisports bzw. des Bob- und Rodelsports zu verifizieren. Neben den Tribometermessungen sind auch Messungen zum Kontaktverhalten von HDPE sowie deren Aufbau und Durchführung Teil dieser Arbeit. Abschließend wird gezeigt, dass für Belastungen innerhalb des modernen Skisports das Kontaktmodell nach Johnson, Kendall und Roberts eine hinreichend gute Näherung für Kontakte mit HDPE darstellt. Außerdem wird zusammengefasst, für welche Messaufgaben das tragbare Tribometer verwendbare Ergebnisse liefert.


Richter, Tobias
Ripening of one-dimensional nanostructures on insulating surfaces. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Das Anwachsen der Rechenleistung von Computern ist stark mit der fortschreitenden Verkleinerung deren Kernbestandteile (Transistoren und Kabel) verknüpft. Allerdings wird die momentan vorherrschende Siliziumtechnologie an eine Grenze stoßen, die eine weitere Verkleinerung nicht mehr zulässt und damit ein weiteres Ansteigen der Rechenleistung unterbindet. Ein vielversprechender Ansatz um diesen Engpass zu umgehen, ist einzelne Moleküle als aktive Bauelemente zu verwenden und das Konzept molekularer Elektronik auszunutzen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Untersuchung eines Systems, das eindimensionale Strukturen erzeugt. In einem aktuellen Experiment der Arbeitsgruppe von A. Kühnle an der Universität Mainz wurde ein Materialsystem präsentiert, das eindimensionale Strukturen auf einer nichtleitenden Oberfläche produziert. Dieses System ist ein vielversprechender Startpunkt für die Entwicklung von selbstassemblierten und selbstorganisierten Strukturen, die als Kabel für molekulare Elektronik verwendet werden könnten. Das Wachstum dieser Strukturen weist ein interessantes Reifungsverhalten in der Post-Depositions Phase auf. Ziel dieser Arbeit ist es, die Kernprozesse, verantwortlich für das experimentell beobachtete Verhalten, zu identifizieren. Zu diesem Zweck wurden mehrere Modelle mit steigender Komplexität, der Addition von zusätzliche Prozessen, entwickelt. Die Dynamik wurde mit dem kinetischen Monte Carlo (KMC) Algorithmus simuliert. Die verantwortlichen Prozesse wurden als Dimerbildung und Kantendiffusion identifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/664701930richt.txt
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.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/646457209fuss.txt
Dierl, Marcel
One-dimensional hopping transport with nearest-neighbor interactions. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010

Im thermischen Gleichgewicht ist die Wahrscheinlichkeit, ein System in einem bestimmten Zustand vorzufinden, durch die Gibbs-Boltzmann-Verteilung gegeben. Allerdings ist dieser Fall in der Natur eher die Ausnahme. Insbesondere sind alle lebenden Organismen angetrieben oder äußeren Triebkräften ausgesetzt. Die statistischen Ensembles des Gleichgewichts sind diesbezüglich nicht mehr anwendbar. Um physikalische Eigenschaften von komplexen Systemen fernab vom thermischen Gleichgewicht zu studieren, wird im großen Maße auf einfache Modellsysteme, wie getriebene Gittergase, zurückgegriffen. Speziell für eindimensionale Gittergase mit Hard-Core-Wechselwirkungen existiert eine Vielzahl analytischer Lösungsmethoden, die zu exakten Resultaten führen. Jedoch versagen diese Verfahren bei der Einführung von zusätzlichen Teilchen-Teilchen-Wechselwirkungen. - In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie mittels klassischer Dichtefunktionaltheorie (DFT) und der Idee des lokalen Gleichgewichts dennoch eine Analyse jener Systeme möglich ist. Hierbei werden Nichtgleichgewichtszustände durch Gleichgewichtsverteilungen approximativ beschrieben und auftretende Dichtekorrelationen werden im Sinne der DFT als reine Funktionen von Einteilchendichten ausgedrückt. Dadurch sind makroskopische Größen, wie Ströme, analytisch beschreibbar und lösbare kinetische Gleichungen können aus der entsprechenden Mastergleichung abgeleitet werden. Ausgehend von den Resultaten der DFT ist durch die Erweiterung zur zeitabhängigen Theorie (TDFT) auch die Charakterisierung dynamischer Prozesse, wie die zeitliche Entwicklung von Dichteprofilen, möglich. Die Ergebnisse der TDFT werden mit kinetischen Monte Carlo Simulationen evaluiert. Sowohl die Stromanalyse als auch die Untersuchung der Dichteprofile lassen hierbei eine sehr gute quantitative Übereinstimmung zwischen Theorie und numerischen Experimenten erkennen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/636740544dierl.txt
Winterfeld, Lars
Accelerating the molecular dynamics program LAMMPS using graphics cards' processors and the Nvidia Cuda technology. - Online-Ressource (PDF-Datei: 62 S., 1,63 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelorarbeit, 2010

Diese Bachelorarbeit diskutiert die Möglichkeiten und Grenzen einer Erweiterung des weit verbreiteten Molekulardynamik-Programms LAMMPS (dem Large Scale Atomic/Molecular Massive Parallel Simulator), in welcher Simulationen durch das Einbeziehen moderner Grafikkarten - im Rahmen von NVIDIAs Cuda Technologie - beschleunigt werden. Eine eigene Implementierung dient als Grundlage der Diskussion. Die ersten Kapitel wiederholen ausgewählte Aspekte der Molekulardynamik, Lammps und der Cuda Technologie zur Grafikkartenprogrammierung. Darauf aufbauend werden Details der vorgenannten Implementierung diskutiert, wobei verschiedene Strategien zur Kraftberechnung verglichen werden und Methoden zur Vermeidung eines häufigen Datentransfers von und zur Grafikkarte aufgezeigt werden. Der darauf folgende Teil der Arbeit beschäftigt sich mit Geschwindigkeitstests und dem Einfluss von Faktoren wie numerischer Genauigkeit und Systemgröße in typischen Simulationen der Molekulardynamik, wobei die Ergebnisse immer mit jenen der ursprünglichen LAMMPS-Version verglichen werden, die über keine Grafikkartenunterstützung verfügt. Abschließend werden Schlussfolgerungen aus dieser Arbeit vorgestellt und die Implementierung wird mit anderen, ähnlichen Projekten verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/633539457winte.txt
Engel, Sandra
Folding and unfolding of a triple-branch DNA hairpin molecule with four conformational states by mechanical stretching. - 125 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Einzelmolekülexperimente ermöglichen neue Einblicke in biologische Prozesse, die mit Messungen an herkömmlichen Systemen mit einer Vielzahl von Molekülen bisher nicht gewonnen werden konnten. In dieser Arbeit wird die Kinetik eines Haarnadelmoleküls mit vier Konformationszuständen mit Zugexperimenten unter Einsatz einer optischen Pinzette experimentell untersucht und theoretisch modelliert. Drei verschiedene Kraftsprünge, die mit Übergängen zwischen den Konformationszuständen einhergehen, werden in den Faltungs- und Entfaltungsvorgängen beobachtet. Mit Hilfe einer Übergangsratentheorie auf Grundlage eines Freien-Energie-Modells für das Haarnadelmolekül werden Wahrscheinlichkeitsverteilungen für die Aufbruchskräfte der einzelnen Übergänge berechnet. Eine gute Übereinstimmung der theoretischen Vorhersagen mit den experimentellen Ergebnissen wird für unterschiedliche Ziehgeschwindigkeiten erzielt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/618814655engel.txt
Richter, Tobias
Selbstorganisierter Wachstum binärer Legierungen auf (100)-Oberflächen. - 36 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2008

Das Wachstumsverhalten dünner, epitaktisch hergestellter Schichten ist heutzutage für die Entwicklung von Bauelementen und funktionalen Materialsystemen von entscheidender Bedeutung, da die funktionalen Eigenschaften dieser Schichten nicht nur von ihrer chemischen Zusammensetzung sondern auch stark von der Morphologie abhängen. - Die Morphologie einer derartigen Schicht wird durch Prozesse, die im Submonolagenbereich stattfinden, insbesondere die Dynamik der Keimbildung, beeinflusst. In der Vergangenheit wurden diese Prozesse für das Aufwachsen einer Atomsorte ausgiebig untersucht und werden nun auch für komplizierte Situationen erweitert. - In der vorliegenden Arbeit wird mithilfe des Konzepts der Ratengleichungen das Wachstum binärer Schichten auf Substraten mit (100)-Oberflächen, das heißt Oberflächen mit quadratischer Geometrie, im Submonolagenbereich beschrieben. Ausgangspunkt sind hierbei bereits durchgeführte Untersuchungen der Inseldichte auf (111)-orientierten Oberflächen. - In dieser Arbeit wird insbesondere der Einfluss verschiedener Konfigurationen stabiler Dimere, bei sonst erst stabilen Tetrameren, auf die Ratengleichungen untersucht, da bei Codeposition Keime unterschiedlicher Zusammensetzung verschiedene Stabilitätseigenschaften aufweisen können. - Weiterhin werden Skalenrelationen aus den Ratengleichungen abgeleitet, die Dichte aller stabilen Keime in Abhängigkeit von Aufdampf- und Diffusionsrate beschreiben. Die Annahmen, die für diese Ableitung notwendig sind, wurden mit den Ergebnissen, die aus dem Satz von Ratengleichungen erhalten wurden, verglichen. Hierbei wurde gute Übereinstimmung festgestellt. - Es ist also gelungen, die für andere Systeme bekannten Skalenrelationen, auch für den in dieser Arbeit behandelten Spezialfall zu reproduzieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/589726560richt.txt
Hamann, Claudia
Investigation of pattern generating mechanisms during atrial fibrillation based on the FitzHugh Nagumo equations. - Online-Ressource (PDF-Datei: 64 S., 3,05 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die häufigste Arrhythmie des Herzens im klinischen Alltag ist Vorhofflimmern. Sie ist die Ursache von einem Drittel aller Behandlungen von Herzrhythmusstörungen. Obwohl das Phänomen des Vorhofflimmerns seit Anfang des letzten Jahrhunderts bekannt ist, sind die zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht ausreichend verstanden. Als mögliche generierende Mechanismen werden in dieser Arbeit ektopische Zentren und Spiralwellen auf der Grundlage der FitzHugh-Nagumo-Gleichungen untersucht. Zur Darstellung von lokalen Gewebeveränderungen und der mit ihnen verbundenen Entstehung von ektopischen Zentren und Spiralwellen werden Zelleigenschaften wie die Anregbarkeit und die Stabilität des Ruhezustandes in räumlich begrenzten Gebieten variiert. Das Auftreten von Aktivitätsmustern in Abhängigkeit der linearen Ausdehnung der modifizierten Zellbereiche und der Stärke der Modifikation wird in dynamischen Phasendiagrammen erfasst und die mit den verschiedenen Mustern verbundenen Eigenschaften werden analysiert. - Der abschließende Teil betrifft die Untersuchung von Mustern, welche durch Interferenz von regelmäßigen, periodisch angeregten Wellen im rechten Vorhof mit Wellen ausgehend von einer stabilen Spiralwelle im linken Vorhof entstehen. Es wird gezeigt, dass diese Interferenz Ursache eines Flimmerzustandes im rechten Vorhof sein kann. Dabei führt insbesondere eine hohe Anregungsrate zu einem irregulären, flimmerähnlichen Zustand im rechten Vorhof. Sie erweist sich als Schlüsselfaktor für das Auftreten von Flimmerepisoden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/588114820haman.txt
Dierl, Marcel
Rekonstruktion von reflektierenden Freiformflächen mittels phasenmessender Deflektometrie. - 55 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2008

Über optische Messverfahren, wie beispielsweise der Streifenprojektion, gelingt heutzutage eine zuverlässige Rekonstruktion diffus streuender Objektoberflächen. Messgenauigkeiten von wenigen Mikrometern sind Stand der Technik. Bei Objekten mit spiegelnden Oberflächen versagen jedoch diese Messmethoden, denn ein Beobachter nimmt nicht die spiegelnde Oberfläche selbst war, sondern nur deren Wirkung. - Mittels phasenmessender Deflektometrie ist dennoch eine berührungslose Oberflächenmessung möglich. Die primäre Messgröße ist dabei die lokale Neigung. Eine eindeutige Rekonstruktion der Oberfläche ist hingegen ohne Zusatzwissen nicht zu erwarten. Unter Verwendung des Reflexionsgesetzes und mit der Annahme, dass die zu rekonstruierende Oberfläche hinreichend glatt ist, findet man eine Differentialgleichung, deren Lösungsraum unter anderem die gesuchte Oberfläche beinhaltet. Aus der Stereoansicht resultieren schließlich zwei Differentialgleichungen, deren gemeinsame Lösung die wirkliche Oberfläche repräsentiert. - In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie mittels phasenmessender Deflektometrie in Verbindung mit zwei Beobachtungskameras eine präzise Rekonstruktion spiegelnder Freiformflächen sowohl in Simulationsumgebungen als auch unter realen Bedingungen möglich ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/584727801dierl.txt
Körner, Martin
Teilchentransport in eindimensionalen, offenen Kanälen. - 66 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Der Teilchentransport in eindimensionalen, offenen Kanälen findet in vielen aktuellen Forschungsbereichen der Physik und Biologie Anwendung. In der Biologie erfolgt zum Beispiel der Austausch von Kalium- und Natriumionen entlang von eindimensionalen Ionenkanälen durch Zellwände, welche von Membranproteinen gebildet werden. Ein anderes Beispiel ist die Bewegung von Ribosomen entlang der mRNS während der Proteinsynthese. Sie kann als eindimensionale Bewegung approximiert werden, wobei die mRNS die Potentiallandschaft vorgibt, in der das Ribosom als getriebenes Teilchen wandert. Ein Anwendungsgebiet in der Physik ist der Teilchentransport in dünnen Schichten. Durch Ankoppeln äußerer Felder bewegen sich die Teilchen bevorzugt in eine Richtung, dabei kann die Bewegung der Teilchen orthogonal zur Richtung des Feldes in guter Näherung vernachlässigt werden. Ein Beispiel hierfür sind ionenleitende Gläser. Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden nächste Nachbarwechselwirkungen sowohl in getriebene als auch ungetriebene Systeme in der Art eingeführt, dass die Sprungraten das detaillierte Gleichgewicht in Hinblick auf das großkanonische Ensemble erfüllen. Außerdem wird der nichtlineare Teilchentransport im Vergleich zu Experimenten, in denen nichtlineare, frequenzabhängige Stromdichten gemessen wurden, näher betrachtet. Es wird gezeigt, dass offene Randbedingungen wesentlich die Sprungdynamik im Kanal beeinflussen. Weiterhin werden effektive Sprungdistanzen behandelt, deren Berechnung stark von der Art der Raten abhängt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/557974682koern.txt
Müller, Christian
Structure of atomic configurations and dynamic pathways in ion-conductinging glass systems. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Ionenleitende Gläser haben für viele Anwendungen, wie beispielsweise Festkörperbatterien, eine grosse Bedeutung. Ein grundlegendes Verständnis ihrer Leitungsmechanismen unterstützt die Entwicklung verbesserter Materialien. Zwei Methoden, die dafür in den letzten Jahren verwendet wurden, sind Molekulardynamik (MD)-Simulationen und Bindungsvalenz (BV) -Rechnungen, die beide eine Bestimmung von Diffusionspfaden der mobilen Ionen ermöglichen. Die Güte der BV-Methode ist mit Hinblick auf Gläser nicht klar, daher testen wir sie gegen MD-Simulationen von Lithium-Silikat-Gläsern. Es stellt sich heraus, dass die BV-Methode zwar ungeeignet ist um Li-Ionenplätze zu identifizieren, aber Teile des Diffusionspfades erfassen kann. Die teilweise Übereinstimmung von MD- und BV-Diffusionspfad beruht grösstenteils auf der Verwendung von Ausschlussradien um die Netzwerkatome. Zusätzlich werden Dichtefunktionalrechnungen von grossen LISON- [Li2SO4(N)] und Lithium-Metaborat- [Li2O-B2O3] Clustern durchgeführt, um molekulare Konfiguration zu erzeugen, die gute Repräsentanten lokaler Strukturen in Gläsern sind. Diese werden durch den Vergleich theoretischer und experimenteller Spektren evaluiert. Struktureigenschaften der Cluster werden untersucht und eine gute Übereinstimmung der verglichenen Spektren einiger Konfigurationen gezeigt. Erstmals wird gezeigt, dass Stickstoff in LISON Clustern Brücken zwischen SO3N2 & Anionen ausbildet. Es ist wahrscheinlich, dass dieser Mechanismus verantwortlich ist für die Bildung einer amorphen LISON Dünnfilmschicht beim Sputtern von Lithiumsulfat mit Stickstoff.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/549812377muell.txt
Peibst, Robby
Theorie anormaler Diffusions- und innerer Reibungsprozesse beim Mischalkalieffekt in Gläsern. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2005

Gegenstand dieser Arbeit waren theoretische Untersuchungen zu anormalen Diffusions- und innerer Reibungsprozessen beim Mischalkalieffekt in Gläsern.


Hennig, Thomas
Analyse von EKG-Aufzeichnungen zur Identifizierung des Zustandes und von Zustandsänderungen der Herzfunktionalität. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2003

In der Diplomarbeit wurde ein neues Verfahren zur Auswertung von EKG-Signalen entwickelt. Ziel war es, eine Auswertung derart zu ermöglichen, daß nicht nur der Gesundheitszustand eines Patienten, sondern auch dessen Änderung charakterisiert werden kann.