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Instrumentarium für die lebenszyklusorientierte Bewertung und Auswahl von Faser-Kunststoff-Verbund (FKV)-Technologien
Get PDFProdukt- und Prozesstechnologien stellen für Unternehmen einen bedeutenden Erfolgsfaktor, da sie direkt oder indirekt in Produktbestandteile eingehen und damit Einfluss auf die – häufig mehrstufige – Herstellung, die Produktqualität und Produktmerkmale sowie auf die Nutzung und Nachsorge der Produkt(bestandteil)e haben und mit Nutzenpotentialen im Lebenszyklus der Produkte bzw. Produktbestandteile verbunden sind. Um ökonomisch sinnvolle Technologieentscheidungen zu treffen, müssen Unternehmen einerseits die Erfolgsbeiträge der Technologien bewerten. Andererseits sind mit Technologiesubstitutionen oftmals erhebliche Investitionen, Lebenszykluskosten sowie Umsetzungsrisiken verbunden. Daher besteht die aus wissenschaftlicher und praktischer Sicht hoch relevante Fragestellung, wie entwicklungsbegleitend eine gezielte lebenszyklusbezogene Bewertung von Technologien zur Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbund (FKV)-Komponenten erfolgen kann. Dieser an der Schnittstelle zwischen Wirtschafts- und Ingenieurwissenschaften angesiedelten Fragestellung kommt auch deshalb eine hohe Bedeutung zu, weil die Bewertung solcher Technologien und die darauf basierende Auswahl der aus ökonomischer Sicht „richtigen“, d. h. über den gesamten Lebenszyklus einen maximalen monetären Erfolg generierenden, Technologie von Bedeutung für den Erfolg und die Akzeptanz von Innovationen im Bereich des Leichtbaus sind.
Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung eines Instrumentariums, das die strukturierte Bewertung und Entscheidungsfindung unter Berücksichtigung der im jeweiligen Anwendungsfall relevanten Ziele, Alternativen, Einflussfaktoren und ihrer kurz-, mittel- und langfristigen, bei verschiedenen Akteuren in der Supply Chain auftretenden, monetären und nicht-monetären Wirkungen unterstützt. Als Grundlage für die Antizipation und Modellierung lebenszyklusbezogener Folgen von Technologiesubstitutionen werden Referenzmodelle zur Abbildung der Lebenszyklen, der lebenszyklusbezogenen Prozesse und technologieinduzierten Wirkungen, die in verschiedenen Lebenszyklusphasen der FKV-Komponenten und der (End-)Produkte auftreten, erarbeitet. Darauf aufbauend wird im Rahmen eines Vorgehensmodells aufgezeigt, wie die Bewertung von Technologien aus ökonomischer Sicht mithilfe von Technologiebezogenen Lebenszyklusrechnungen und unter Einbeziehung von Ansätzen zur Prognose lebenszyklusbezogener Zahlungswirkungen und zur Monetarisierung von technologiebezogenen Nutzeneffekten erfolgen kann. Hierfür ist der strukturierte Einsatz vielfältiger, aus verschiedenen Disziplinen stammenden Instrumente und Methodenbausteine notwendig. Schließlich wird das Instrumentarium auf die Supply Chain-Ebene angewendet und an einem Fallbeispiel demonstriert.:1 Einführung 1
1.1 Problemstellung 1
1.2 Zielsetzung und Aufbau 8
2 Charakterisierung des objektbezogenen Untersuchungsgegenstandes 11
2.1 Begriffliche Grundlagen 11
2.2 Charakterisierung und technologische Gestaltungsmöglichkeiten von FKV-Komponenten 17
2.2.1 Charakterisierung von FKV-Komponenten 17
2.2.2 Materielle Zusammensetzung und Eigenschaften von FKV-Komponenten 22
2.2.3 Fertigung von FKV-Komponenten 27
2.3 Entwicklungsbegleitende Auswahl von Fertigungstechnologien 35
2.4 Anforderungen an das Instrumentarium 51
3 Methodischer Bezugsrahmen – Ausgangssituation und Forschungsbedarf 57
3.1 Ausgewählte betriebswirtschaftliche Lebenszyklusmodelle 57
3.1.1 Einführung ─ Modellbegriff und Überblick 57
3.1.2 Allgemeine Lebenszyklusmodelle 61
3.1.3 Methodische Ausgestaltung spezifischer Lebenzyklusrechnungen 62
3.2 Verfahren der entwicklungsbegleitenden (Herstellkosten-)Kalkulation 69
3.3 Methoden zur lebenszyklusorientierten Produkt- und Prozessgestaltung 75
3.4 Zwischenfazit 90
4 Modellierung von Lebenszyklen, Prozessen und Wirkungen 93
4.1 Systemischer Komponenten- und Produktlebenszyklus 93
4.2 Lebenszyklusbezogene Prozessmodelle 98
4.2.1 Zur Bildung von Prozessmodellen 98
4.2.2 Generisches lebenszyklusbezogenes Prozessmodell 102
4.2.3 Prozessmodell für die Fertigung 108
4.2.4 Prozessmodell für Nutzung und Service 115
4.2.5 Prozessmodell für die Nachsorge 121
4.2.6 Nutzung von Prozessmodellen 127
4.3 Strukturierung lebenszyklusbezogener Wirkungen 130
5 Vorgehensmodell – Konzeption, Ausgestaltung und Fallbeispiel 136
5.1 Vorstellung und Einsatzbereich 136
5.2 Definition von Systemgrenzen 143
5.2.1 Charakterisierung 143
5.2.2 Instrumente 144
5.3 Festlegung von lebenszyklusbezogenen Zielgrößen 148
5.3.1 Charakterisierung 148
5.3.2 Instrumente 154
5.4 Generieren und Modellieren von Technologiealternativen 159
5.4.1 Charakterisierung 159
5.4.2 Instrumente 161
5.5 Identifizierung, Analyse und Prognose relevanter Einflussfaktoren 163
5.5.1 Charakterisierung 163
5.5.2 Instrumente 165
5.6 Ermittlung der Werte der Zielgrößen(elemente) 169
5.6.1 Charakterisierung 169
5.6.2 Instrumente 173
5.7 Entscheidungsfindung 188
5.7.1 Charakterisierung 188
5.7.2 Instrumente 189
5.8 Anwendung auf / Erweiterung um die SC-Ebene 192
5.9 Fallbeispiel 206
5.9.1 Problembeschreibung 206
5.9.2 Vorgehensmodellbasierte Bewertung und Auswahl der Technologiealternativen 207
6 Zusammenfassung und Ausblick 22
Redox-coupled Spin Transition in Co(2+/3+) Complexes with Triarylamine-substituted Polypyridyl-based Ligands
Get PDFThe present PhD thesis describes the synthesis and characterisation of Co(2+/3+) complexes with triarylamine-substituted polypyridyl-based ligands. A light- or temperature-induced intramolecular electron transfer between the Co and the triarylamine moieties was found in the tri-cationic complexes, which was examined with electrochemical measurements, DFT calculations, optical and dynamic 1H NMR spectroscopy. This process is coupled to a high-spin low-spin transition on the metal. The emphasis of this PhD thesis was the adjustment of a redox equilibrium between the paramagnetic ([Co2+(L+)(L)]3+) and diamagnetic ([Co3+(L)2]3+) formulation (L = triarylaminedecorated
ligands) via the electron transfer. The position of this equilibrium is influenced
by the complexes' structure and environment. Constitutional changes in the
ligand topology were performed to modify the electronic properties of the triarylamine substituents and to vary the distance between the redox centres, namely the Co ion and the triarylamine nitrogen atom. If they are located within their van-der-Waals radii, photochemical excitation of the diamagnetic ground state leads to the paramagnetic excited state. A temperature-dependent redox equilibrium was found with an increased distance between the redox centres (d = 8 Å), due to the different entropies of the redox isomers
Energieeffizienz und erneuerbare Energien in der Golfregion
Get PDFDer Einsatz von erneuerbare Energien und die Anwendung von Energieeffizienz spielt derzeit in den GCC-Staaten noch eine untergeordnete Rolle, aber das Interesse daran ist in den letzten Jahren gewachsen. Die Arbeit wird die Chancen und Hindernisse für
den Einsatz von erneuerbare Energien, Empfehlungen für eine bessere Energieeffizienz und für eine stärkere Integration der RE in den Energiemix der GCC-Staaten präsentieren. Die Arbeit beschreibt die traditionelle Energiesituation und analysiert die
technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkte des Energieverbrauches in den GCC-Ländern. Der Fokus liegt auf Anwendungen der Solarenergie und Energieeffizienz, jedoch wird auch kurz auf Windenergie, Biomasse und einige Lösungen für energieeffizientes Bauen eingegangen. Außerdem werden Vergleiche mit der Situation in Europa und der Welt vorgenommen. Es soll erreicht werden, dass der Energieverbrauch reduziert sowie Energieeffizienz und die Nutzung erneuerbare Energien gefördert werden
Herstellung von Barrierefolien durch Kombination von Atmosphärendruck-CVD- und Sol-Gel-Verfahren oder Zwillingspolymerisation zur Generierung von anorganisch-organischen Hybridbeschichtungen
Get PDFDie Aufgabenstellung dieser Arbeit bestand in der Entwicklung eines Schichtverbundes auf Polymerfolien mit hoher Barrierewirkung und optischer Transparenz. Dieser wurde über eine Kombination von verschiedenen Einzelschichten erzeugt, deren Abscheidung aus der Gasphase oder der Flüssigphase erfolgte. Die anorganischen Beschichtungen aus SiOx wurden mittels Combustion Chemical Vapor Deposition (CCVD) abgeschieden. Diese lieferten einen hohen Beitrag zur Barrierewirkung, welche anhand der Sauerstoff- (OTR) sowie der Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) bewertet wurde. Zur Flexibilisierung des Schichtverbundes wurden anorganisch-organische Hybridschichten integriert, deren Erzeugung mittels Sol-Gel-Technologie (SG) erfolgte. Diese wirkten sich im Verbund positiv auf die optischen Eigenschaften des Substrates aus, welche über UV/VIS-Spektroskopie, Ellipsometrie sowie Messung des Haze-, Clarity- und Grauwertes erfasst wurden. Die Sperrwirkung der Schichten gegenüber den Testgasen konnte über eine Anpassung der Bestandteile im zugrundeliegenden Sol maßgeblich erhöht werden.
Als Alternative zu den SG-Beschichtungen wurden Zwischenschichten untersucht, deren Generierung über eine Zwillingspolymerisationsreaktion (ZP) erfolgte. Die Einbringung von Epoxiden ermöglichte in Verbindung mit einem funktionalen Zwillingsmonomer eine Kombination der ZP mit einer Polyaddition. Mit den ebenso aus der Flüssigphase applizierten Beschichtungen ließ sich jedoch keine signifikante Barrierewirkung erreichen. Allerdings zeichneten sich diese Schichten durch eine hohe optische Güte aus, weshalb diese ebenfalls in Mehrlagensysteme integriert wurden.
Zum Aufbau der Kombinationsschichten dienten drei bzw. fünf Einzelschichten. Ein Dreischichtsystem bestand hierbei aus zwei CCVD-Schichten (Anfangs- und Deckschicht) sowie einer Zwischenschicht. Um ein Fünfschichtsystem zu generieren wurde eines aus drei Einzelbeschichtungen um zwei weitere
ergänzt, wodurch sich eine Anordnung aus abwechselnden CCVD- und SG- bzw. ZP-Schichten ergab. Sämtliche Verbundschichten sowie Einzelkomponenten des Systems wurden zudem bezüglich deren Struktur (Profilometrie, AFM und REM) sowie Schichtzusammensetzung (Festkörper-NMR, FT-IR und XPS) untersucht
Knowledgebase basiertes Scheduling für hierarchisch asynchrone Multi-Core Scheduler im Systembereich Automotive und Avionik
Get PDFIn Automobilen Elektrik /Elektronik (E/E) Systemen sowie in der Flugzeugavionik gibt es eine Vielzahl an Funktionen, die den Fahrzeugführer/Piloten bei seinen Aufgaben unterstützen können.
Die Anzahl und Verbreitung der Funktionen nahm in den letzten Jahren sehr stark zu und ein Ende dieses Trends ist nicht in Sicht. Neue Technologien, wie komplett autonomes Fahren bei
Fahrzeugen sowie eine stetige Erhöhung des Autonomie Levels von Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in der Avionik bringen das heutige E/E Konzept an die Grenzen des Vertretbaren. Das
klassische, statisch konfigurierte E/E Konzept steht somit vor einer neuen Herausforderung, nämlich eine Vielzahl von neuen, zusätzlichen Funktion zu integrieren und dabei die gleiche
Funktionalität, Determinismus und Zuverlässigkeit an den Tag zu legen, wie in der Vergangenheit. Mit dem klassischen statischen Konzept ist diese Anforderung nur zu gewährleisten, wenn für jede neue Funktion ein eigenes Steuergerät in das System Automobil/Flugzeug integriert wird. Da dieses Konzept aber hohe Kosten und erweiterten Bauraum nach sich zieht, ist es nicht mehr vertretbar und es wird nach neuen Optimierungsansätzen gesucht. Ein Optimierungsansatz ist der Übergang vom statischen zum semi-statischen Scheduling unter Berücksichtigung der Multi-Core Prozessortechnologie. Dieser Ansatz wird im Hierarchical Asynchronous Multi-Core System (HAMS) mit der statisch generierten Knowledgebase (KB) für Multi-Core Steuergeräte beschrieben.
Diese Dissertation zeigt die Konzepte und Ideen hinter HAMS auf und erörtert wie diese schon in den heutigen Domänen umgesetzt werden können. Dabei werden Funktionen in unterschiedliche
Phasen eingeteilt, die sich unter anderem an den aktuellen Fahr-/Flugzustand anlehnen. Des Weiteren werden Funktionen logisch miteinander verknüpft, um konträre Aktivierungszustände zu
finden. Aus diesen Eingaben und der Konfiguration des Multi-Core Systems wird das Konzept für die HAMS Knowledgebase entwickelt. Mit der Knowledgebase wird es nun ermöglicht, dass sich
das System zur Laufzeit semi-statisch rekonfigurieren kann, ohne dabei den Determinismus von statischen Steuergeräten aus den Domänen Automotive und Avionik zu verletzen. In einer
abschließenden Evaluation wird das Konzept an einem realen Beispiel umgesetzt und so die Vorteile und Grenzen aufgezeigt.In the current automotive electric /electronic (E/E) systems as well as in aircraft avionics a magnitude of functions does exist to assist the driver/pilot fulfilling its tasks. The quantity and
distribution of assistant functions has continuously increased over the last few years and an end of this trend is not in sight. New emerging technologies like complete autonomous driving and an
increase in the autonomy levels of Unmanned Areal Vehicles (UAVs) push the current E/E architecture towards its limits. The classic, statically configured E/E concept is facing new challenges like integrating a variety of new and additional functions and still displaying the same functionality, determinism and reliability as it has done in the past. Meeting this challenge with the classic, statically configured E/E concept is only possible, by integrating a new electronic control module (ECM) for each of this functions. This approach comes along with high costs for electronic
control modules and a need for more installation space. Thus this configuration is not reasonable any more and a search for optimized solutions is ongoing. One strategy is to dissolve the static
configurations and evolve into a semi-static configured system with Multi-Core Technology. This approach is described in the Hierarchical Asynchronous Multi-Core System (HAMS) and its
statically generated Knowledgebase (KB) for Multi-Core electronic control modules.
This dissertation illustrates the concept and ideas behind HAMS and demonstrates how it can already be implemented in today's systems. To do so functions are allocated in distinct phases which
reflect the current driving or flying situation. Additionally functions are logically linked together to highlight contrary activation states. Depending on this input and the configuration of the Multi-Core ECM the Knowledgebase concept is developed. Having this Knowledgebase at hand it is now possible to reconfigure a system during run-time without violating the deterministic behavior of
ECMs of the automotive and avionic domain. In the final evaluation the concept is realized based on a real example and the advantages as well as the limits are demonstrated
Konzeption eines ganzheitlichen Energiemanagements für Brennstoffzellenfahrzeuge
Get PDFEin Brennstoffzellenfahrzeug besteht aus vielen Teilsystemen, zu denen neben der Brennstoffzelle auch Hybridbatterie, Wärmepumpe, Tanksystem, Fahrgastzelle sowie Traktionsmaschine und Leistungselektronik gehören. Jedes dieser Systeme hat bezüglich Temperaturen und Kühl- bzw. Erwärmungsbedarf, je nach Betriebspunkt, unterschiedliche Anforderungen und benötigt für den Betrieb ein Thermomanagementsystem. Im Rahmen der aktuellen Forschungen wird untersucht, ob durch die Verwendung eines aktiven Thermomanagementmoduls die Teilsysteme des Fahrzeugs derart verknüpft werden können, sodass eine Effizienzsteigerung des Gesamtsystems erreicht werden kann. Da sich je nach Betriebszustand und Umgebungsbedingungen Größe und Richtung der Wärmeströme ändern, wird mittels eines simulationsbasierten Ansatzes eine Strategie für die Regelung des Thermomanagementmoduls entwickelt. In dieser Veröffentlichung soll dargestellt werden, welche Vorüberlegungen getroffen wurden, um ein Konzept für ein ganzheitliches Energiemanagement für ein Brennstoffzellenfahrzeug zu entwickeln
Strategien zur Datenfusion beim Maschinellen Lernen
Get PDFSmarte Prüfsysteme werden ein Schlüsselbaustein zur Qualitätssicherung in der industriellen Fertigung und Produktion sein. Insbesondere trifft dies auf komplexe Prüf- und Bewertungsprozesse zu. In den letzten Jahren haben sich hierfür lernbasierte Verfahren als besonders vielversprechend herauskristallisiert. Ihr Einsatz geht in der Regel mit erheblichen Performanceverbesserungen gegenüber konventionellen, regel- bzw. geometriebasierten Methoden einher. Der Black-Box-Charakter dieser Algorithmen führt jedoch dazu, dass die Interpretationen der berechneten Prognosegüten kritisch zu hinterfragen sind. Das Vertrauen in die Ergebnisse von Algorithmen, die auf maschinellem Lernen basieren, kann erhöht werden, wenn verschiedene, voneinander unabhängige Verfahren zum Einsatz kommen. Hierbei sind Datenfusionsstrategien anzuwenden, um die Resultate der verschiedenen Methoden zu einem Endergebnis zusammenzufassen. Im Konferenzbeitrag werden, aufbauend auf einer kurzen Vorstellung wichtiger Ansätze zur Objektklassifikation, entsprechende Fusionsstrategien präsentiert und an einem Fallbeispiel evaluiert. Im Anschluss wird auf Basis der Ergebnisse das Potential der Datenfusion in Bezug auf das Maschinelle Lernen erörtert
Das Asset-Backed-Securities-Prinzip für Eigenkapitalgeber im Innenverhältnis: Eine theoretische Untersuchung zur Optimierung des Rendite-Risiko-Profils der Eigenkapitalgeber von Banken
No full textDie Dissertation beschreibt Möglichkeiten wie anhand bereits existierender Verfahren die Eigenkapitalanforderungen von Banken erfüllt werden können. Sie beschreibt, dass bereits in anderem Umfeld genutzte Methoden und Verfahren auch im Rahmen der Eigenkapitalgenerierung von Banken angewendet werden können
Module based synthesis of a 14 bar deep drawing press considering kinetic criteria
Get PDFDie Entwicklung ebener Koppelgetriebe als nichtlinear übersetzende Antriebe in Verarbeitungsmaschinen stellt bis heute ein domänenübergreifendes Fachgebiet des Maschinenbaus dar. Auf der einen Seite gilt es, die Koppelgetriebe möglichst effizient in einer sich stetig wandelnden Softwarelandschaft zu synthetisieren (geometrische Maßfindung der Getriebeglieder) und auf der anderen Seite steigen die mechanischen Anforderungen. Aus diesem Grund besteht der Wunsch nach einer Vereinigung von Synthese und Analyse (kinematisch sowie kinetisch) in möglichst einer Programmumgebung. Basierend auf dem zum 18. ITI Symposium im Jahr 2015 vorgestellten modulbasierten Analyse-Synthese-Parameter-Abgleich (ASPA) ist in den vergangenen Jahren eine umfangreiche Bibliothek zur modulbasierten Synthese ebener Koppelgetriebe in SimulationX entstanden.
Der Beitrag zeigt am Beispiel eines 14-gliedrigen Pressenantriebes, welche neuen Möglichkeiten im Kontext von ASPA innerhalb von SimulationX durch diese Bibliothek entstanden sind. Basierend auf vorausgegangenen Arbeiten wurde erstmals die Möglichkeit der Synthese des Getriebes mittels Maßsynthese bei einer gleichzeitigen Beeinflussung der Gelenkkräfte und Bewegungsverläufe nachgewiesen. Dabei kam der Variantenassistent in SimulationX für die Ermittlung der Parametersensitivitäten zum Einsatz. Das Einbinden von parametrisierten Trägheitskenngrößen auf Basis vereinfachter Volumenkörper ermöglichte hierbei die Berücksichtigung der Bauteilmassen während der Synthese. Die Möglichkeit der gleichzeitigen Beurteilung kinematischer und kinetischer Kenngrößen während der Synthese ist an dieser Stelle ein besonderes Merkmal des Konzeptes ASPA.Developing nonlinear transmitting planar coupler linkages represents a domain enclosing field in mechanical engineering. On the one hand, there is a demand for an efficient layer synthesis (geometrical sizing of the links) and on the other hand, it is necessary to adapt to a constantly changing software environment. Thus, it is desired to crosslink the kinematical and kinetical synthesis and analysis of linkages within one software environment. Based on a paper about the Analysis-Synthesis-Parameter-Adjustment (ASPA), published at the 18th ITI Symposium in 2015, an extensive synthesis library has been developed in SimulationX.
By the example of a 14 bar deep drawing press this paper reveals new opportunities that arise from the application of ASPA on the basis of the new library in SimulationX. Compared to prior papers on this particular press this paper, for the first time, presents a complete layer synthesis of this linkage regarding kinetic boundary conditions. In order to meet conditions, such as motion demands and joint forces, parameter sensitivities have been determined by applying the variants-wizard in SimulationX. Using parameterized mass properties on the basis of simplified solids has allowed the specification of link masses during the synthesis. The opportunity of simultaneously taking kinematic and kinetic characteristics during the layer synthesis into account defines the concept of ASPA
Spin dynamics and transport in magnetic heterostructures
Get PDFThe direct integration of magnon-spintronic devices in current technologies requires the development of spin-wave sources emitting ultra-short wavelengths and low-loss spin-wave guides. In this work, possible solutions for both of these challenges are provided.
The first part of this thesis is dedicated to the nonreciprocal spin-wave emission in magnetic bilayers. Two prototype systems are theoretically investigated and corroborated by experimental results: (i) extended magnetic bilayer films and (ii) micron-sized elliptical magnetic bilayers. The nonreciprocity of the dispersion relation induced by the dynamic dipole-dipole interactions is investigated by means of micromagnetic simulations and an analytic theory. The nonreciprocal frequency shift linearly increases with the film thickness for small wave numbers. The topological emission of short-wavelength spin waves is observed in the micron-sized elliptical magnetic bilayers using scanning transmission X-ray microscopy and theoretically corroborated utilizing micromagnetic simulations.
The second part of this thesis theoretically investigates a special spin transport mechanism in ferromagnetic thin films termed spin superfluidity. The main characteristic of this macroscopic state is the power-law dependence of the dissipated spin current in contrast to the exponential damping of spin waves, enabling low-loss long-range transport. The possible existence and the stability of the superfluidic transport in ferromagnetic thin films excited
by spin-transfer torque in the presence of the intrinsic dipole-dipole interactions is reported for the first time. To provide indicators to prove the experimental realization of a spin superfluid the dependence on the excitation current is numerically analyzed. Three distinct regimes are obtained for both disabled and enabled dipole-dipole interactions, showing the generality of the investigated system. Both presented effects might open new paths for the technological application of magnonic devices in the future.Die direkte Integration von magnon-spintronischen Bauteilen in moderne Technologien erfordert die Entwicklung von kurzwelligen Spinwellenquellen und verlustarmer Spinwellenleiter.
In dieser Arbeit werden mögliche Lösungen für diese beiden Herausforderungen vorgestellt. Der erste Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der nichtreziproken Spinwellenemission in magnetischen Doppellagen. Zwei Prototypsysteme werden theoretisch untersucht und durch experimentelle Ergebnisse untermauert: (i) ausgedehnte magnetische Doppellagen und (ii) mikrometer-große elliptische Doppellagen. Durch die dynamischen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen wird eine Nichtreziprozität der Dispersionsrelation induziert. Diese wird mittels mikromagnetischer Simulationen und einer analytischen Theorie untersucht.
Die nichtreziproke Frequenzverschiebung nimmt hierbei bei kleinen Wellenzahlen linear mit der Filmdicke zu. Die topologische Emission von Spinwellen wird in den mikrometer-großen elliptischen Doppellagen unter Verwendung von Röntgentransmissionsmikroskopie
beobachtet und theoretisch unter Verwendung mikromagnetischer Simulationen bestätigt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird der spezielle Spintransport in ferromagnetischen dünnen Filmen untersucht, der als Spinsuprafluidität bekannt ist. Das Hauptmerkmal dieses makroskopischen Zustands ist die Abhängigkeit des dissipierten Spinstromes von der Propagationslänge als Potenzgesetz im Gegensatz zur exponentiellen Dämpfung von Spinwellen. Die Existenz und die Stabilität des suprafluiden Transportes in dünnen ferromagnetischen Filmen, angeregt durch einen spinpolarisierten Strom, in Gegenwart der intrinsischen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen wird erstmals beschrieben. Um Hinweise für die experimentelle Realisierung der Spinsuprafluidität zu geben, wird die Abhängigkeit des Zustandes vom Anregungsstrom numerisch analysiert. Hierbei ergeben sich drei verschiedene Bereiche für den Fall vernachlässigter als auch aktivierter Dipol-Dipol-Wechselwirkung. Dies zeigt die Allgemeinheit des untersuchten Systems. Die beiden vorgestellten Effekte könnten in Zukunft neue Wege für die technologische Anwendung magnonischer Strukturen eröffnen