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The Hall coefficient: a tool for characterizing graphene field effect transistors
Get PDFGraphene field effect transistors (GFETs) are considered as a candidate for future high-frequency applications. For their realization, the optimal combination of substrate, graphene preparation, and insulator deposition and composition is required.This optimization must be based on an in-depth characterization of the obtained graphene insulator metal (GIM) stack. Hall effect measurements are frequently employed to study such systems, thereby focussing primarily on the charge carrier mobility. In this work we show how an analysis of the sheet Hall coefficient can reveal further important properties of the GIM stack, like, e.g., the interface trap density and the spacial charge inhomogeneity. To that end, we provide an extensive description of the GIM diode, which leads to an accurate calculation of the sheet Hall coefficient dependent on temperature and gate voltage. The gate dependent inverse sheet Hall coefficient is discussed in detail before we introduce the concept of an equivalent temperature, which is a measure of the spacial charge inhomogeneity. In order to test the concept, we apply it to evaluate already measured Hall data taken from the literature. This evaluation allows us to determine the Drude mobility, even at the charge neutrality point, which is inaccessible with a simple one band Hall mobility analysis, and to shed light on the spacial charge inhomogeneity. The formalism is easily adaptable and provides experimentalists a powerful tool for the characterization of their graphene field effect devices
Infrared Welding of Continuous Glass Fiber-Reinforced Thermoplastics – Approaches to use the Fibers in the Joint
Get PDFThermoplastic prepregs that are also known as organo sheets are processed in presses and formed to half shells. Larger components can be produced by joining the half shells, which results in hollow bodies. However, current manufacturing technologies allow only cap profile shaped joints, which cause fiber deflections in the joint plane. This paper shows that overlapping infrared welds in organo sheets enable weld strengths close to the interlaminar shear strengths of the unwelded materials and thus a fiber utilization across the joint plane. By using high welding pressures, a matrix depletion and a change of the fiber alignment in the weld plane may occur which causes low weld strengths. Therefore, criteria for the successful welding were defined and various possibilities to optimize the weld strengths were investigated
Presence and User Experience in a Virtual Environment under the Influence of Ethanol: An Explorative Study
Get PDFVirtual Reality (VR) is used for a variety of applications ranging from entertainment to psychological medicine. VR has been demonstrated to influence higher order cognitive functions and cortical plasticity, with implications on phobia and stroke treatment. An integral part for successful VR is a high sense of presence – a feeling of ‘being there’ in the virtual scenario. The underlying cognitive and perceptive functions causing presence in VR scenarios are however not completely known. It is evident that the brain function is influenced by drugs, such as ethanol, potentially confounding cortical plasticity, also in VR. As ethanol is ubiquitous and forms part of daily life, understanding the effects of ethanol on presence and user experience, the attitudes and emotions about using VR applications, is important. This exploratory study aims at contributing towards an understanding of how low-dose ethanol intake influences presence, user experience and their relationship in a validated VR context. It was found that low-level ethanol consumption did influence presence and user experience, but on a minimal level. In contrast, correlations between presence and user experience were strongly influenced by low-dose ethanol. Ethanol consumption may consequently alter cognitive and perceptive functions related to the connections between presence and user experience
Thermodynamische und elektrokatalytische Untersuchungen an zinkbasierten intermetallischen Verbindungen bei Raumtemperatur
Get PDFDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich im ersten Teil mit einer Methodenentwicklung zur korrosionsfreien Ermittlung der elektromotorischen Kraft von zinkbasierten intermetallischen Verbindungen bei Raumtemperatur. Die durchgeführten Messungen bezüglich der elektrochemischen Potentiale von Verbindungen der binären intermetallischen Phasen Cu5Zn8, ZnPd und ZnPt mit jeweils verschiedenen elementaren Zusammensetzungen dienen als Basis zur Ermittlung der jeweiligen intrinsischen Aktivitäten der Einzelkomponente Zink. Messungen an der Referenzphase Cu5Zn8 wurden dabei zur Verifizierung der entwickelten Messmethodik durchgeführt. Die Untersuchungen an ZnPd- und ZnPt-Verbindungen liefern erstmalig thermodynamische Daten dieser Phasen bei Raumtemperatur.
Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der katalytischen Untersuchung von intermetallischen äquimolaren ZnPd-Elektroden hinsichtlich der elektrolytischen Wasserstoffentwicklung. Die durchgeführten Experimente legen den Schluss nahe, dass die katalytische Aktivität der intermetallischen Elektroden durch eine gezielte anodische Vorbehandlung signifikant gesteigert werden kann. Ex situ Charakterisierungen geben Grund zu der Annahme, dass die gesteigerte katalytische Aktivität durch die simultane Präsenz von oxidischer und metallischer beziehungsweise intermetallischer Spezies hervorgerufen wird
Moralische Sensitivität – Die Grundlage für die Wahrnehmung gesellschaftlicher Verantwortung in Organisationen
Get PDFDie vorliegende Dissertation beschäftigte sich theoretisch und empirisch mit moralischer Sensitivität, der Fähigkeit zu erkennen, ob Handlungen das Wohlergehen anderer Lebewesen beeinflussen. Im Theorieteil wurden dazu die einschlägigen theoretischen Ansätze gesichtet und in einer neuen integrativen Definition verdichtet. Aus der theoretischen Aufarbeitung der Konzepte und bisherigen empirischen Befunde folgte, dass verschiedene Persönlichkeitsmerkmale existieren, die maßgeblich determinieren, ob und wie stark ein Individuum moralisch sensitiv ist. Zu diesen Determinanten moralischer Sensitivität gehören folgende Persönlichkeitsmerkmale: Empathie, moralische Achtsamkeit, moralische Identität und Ungerechtigkeitssensibilität. Im empirischen Teil der Arbeit wurden die Zusammenhänge dieser Persönlichkeitsmerkmale mit moralischem Entscheiden und Handeln untersucht, sowie verschiedene studienspezifische Hypothesen und Fragestellungen beleuchtet. Einzelne Aspekte der empirischen Arbeit wurden schließlich in einer interkulturellen Studie auf ihre kulturübergreifende Generalisierbarkeit geprüft. Die Dissertationsschrift schließt mit einer umfassenden Diskussion der empirischen Ergebnisse und gibt praktische Handlungsempfehlungen. Unternehmen und andere Organisationen können die in der vorliegenden Dissertation gewonnenen Erkenntnisse nutzen, um ihr Human Ressource Management hinsichtlich der Auswahl und Förderung ethisch-kompetenter Fach- und Führungskräfte zu optimieren.The present dissertation theoretically and empirically investigated the concept of moral sensitivity – the ability to recognize whether actions influence the well-being of other living beings. In the theoretical part, the relevant theoretical approaches were reviewed and condensed in a new integrative definition. The review of the theoretical accounts of moral sensitivity and the empirical findings revealed that various personality traits exist that decisively determine whether and how strongly an individual is morally sensitive. These determinants of moral sensitivity include the following personality traits: empathy, moral attentiveness, moral identity, and justice sensitivity. In the empirical part of the work, the relationships of these personality traits with moral decision-making and action and various study-specific hypotheses were examined. The cross-cultural generalizability of some empirical findings of the dissertation was finally examined in an intercultural study. The dissertation concludes with a comprehensive discussion of the empirical results and gives practical recommendations for organizations. Companies and other organizations can use the knowledge gained in this dissertation to optimize their human resource management in terms of selection and promotion of ethical competent employees
Verfahrenskombination zur Randschichthärtung thermisch gespritzter Schichtsysteme aus austenitischem Stahl
No full textThermochemische Randschichthärteverfahren ermöglichen eine ausscheidungsfreie Einlagerung von Kohlenstoff bzw. Stickstoff innerhalb des austenitischen Mischkristalls. Im Zusammenhang mit einer Randschichtbehandlung thermisch gespritzter Schichtsysteme stellen die charakteristischen Strukturmerkmale eine bislang weitgehend unerforschte Einflussgröße für die Beurteilung von Diffusionsprozessen dar. Bei der Verarbeitung von randschichtgehärtetem Pulver durch Verfahren des thermischen Spritzens ist die Phasenstabilität des Spritzzusatzwerkstoffs von übergeordneter Bedeutung. Die beiden Möglichkeiten einer Verfahrenskombination werden für hochgeschwindigkeitsflamm- und atmosphärisch plasmagespritzte Schichtsysteme des Werkstoffs EN 1.4404 durch systematische Prozess- und Parametervariation eingehend betrachtet. Für die einzelnen Schichtsysteme werden Einflussfaktoren struktur- und prozessspezifisch sowie in Abhängigkeit vom Anreicherungsmedium erfasst und im Kontext der Massivwerkstoffreferenz eingeordnet. Die daraus abgeleiteten allgemeingültigen Aussagen zu verfahrenstechnischen Wechselwirkungseffekten ermöglichen eine anwendungsorientierte Verfahrensauswahl bzw. Entwicklungsstrategie.Thermochemical surface hardening enables a precipitation-free solvation of carbon or nitrogen on interstices of the austenitic crystal lattice. However, the interplay of the diffusion mechanisms with the structural properties of thermal spray coatings has not yet been understood. Thermal spraying of surface-hardened powders is a further opportunity, where the phase stability of the feedstock material is of crucial importance. A process and parameter study is conducted on high velocity oxy-fuel and atmospheric plasma spraying of AISI 316L considering both basic concepts. Structural and process-specific influence factors are examined for the different coating systems in comparison to the bulk material reference. Correlation effects are determined allowing for an application-oriented process selection or development strategy
Verwendung instationärer Gasströme in der Laserfügetechnik
Get PDFDas Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Integration einer Technologie zur Erzeugung zeitlich alternierender (gepulster) Gasströme auf dem Gebiet der Laserfügetechnik. Für die technische Realisierung implizierte dies spezifische Anpassungen der drei Systemkernelemente (Stelleinheit, Messstrecke, Regelung) bzw. eine vollständige Neukonzeption des Technologieaufbaus. Die somit dem Anwender zur Verfügung stehenden neuen Parameter ermöglichten eine positive Beeinflussung des Fügeprozesses bzw. der Schweißergebnisse. Über die zeitliche Steuerung des Gasvolumenstroms in Korrespondenz zum Laserstrahlschweißprozess gelang es, mit Schutzgaspulsen eine Krafteinwirkung auf die Schmelze hervorzurufen und dadurch eine Verbesserung in Hinblick auf die Einschweißcharakteristik von lasergeschweißten Nähten zu realisieren.The present study focuses on the integration of a technology for generating temporally alternating (pulsed) gas flows in the field of laser welding. The technical realization required the specific adaptation of the three core elements of the system (valve, section of measurements, control system) or rather a completely new concept of the technological setup. The new parameters allow for a positive influence on the joining process and on the results of welding, respectively. By means of temporal control of the gas volume flow in combination with a laser welding process, it was possible to produce a force effect on the molten
Synthese und Charakterisierung von dotierten Titan- und Zinndioxiden für Brennstoffzellenanwendungen
Get PDFDie vorliegende Arbeit entstand im Zeitraum von 05/2014 bis 03/2017 in Kooperation mit Umicore AG & Co. KG und ist thematisch direkt mit dem BMWi-Projekt „NeoKarII“ mit der Suche nach neuartigen, oxidischen Elektrodenmaterialien für Polymerelektrolytbrennstoffzellen (PEM-FC) verknüpft. In dieser Arbeit wurden verschiedene oxidische Materialien über Sol-Gel- und Imprägnationsverfahren hergestellt und deren Eignung für eine Brennstoffzellenanwendung geprüft. Neben umfassenden röntgenographischen Untersuchungen zu den Stoffsystemen IrO2-TiO2, IrO2-SnO2 und Cr2O3-TiO2 sind in dieser Arbeit auch zusammensetzungsabhängige Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit gezeigt. Zu diesem Zweck wurde ein neuer Leitfähigkeitsversuchsstand mit einer 2-Punkt-Durchgangswiderstandsmessmethode entwickelt und in Betrieb genommen. Der halbautomatische Versuchsstand ermöglicht eine temperatur- und druckprogrammierte Vermessung pulverförmiger Werkstoffe.This thesis was developed between 05/2014 and 03/2017 together with Umicore AG & Co. KG and is related to the BMWi project 'NeoKarII' with the search for novel, oxidic electrode materials for polymer electrolyte fuel cells (PEM-FC). In this work, various oxidic materials were prepared by sol-gel and impregnation processes and their suitability for a fuel cell application was tested. In addition to comprehensive X-ray diffraction examinations of the materials systems IrO2-TiO2, IrO2-SnO2 and Cr2O3-TiO2, the composition dependence of electrical conductivity is also shown. For this purpose, a new measurement setup with a 2-point resistance measurement method was developed and brought into services. The semi-automatic setup allows a temperature- and pressure-programmed measurement of powdered materials
Ruggedness of 1200V SiC Schottky and MPS Diodes
Get PDFEine wichtige Eigenschaft von Leistungsdioden ist ihre Stoßstromrobustheit, also die Fähigkeit, einem kurzeitigen hohen Strom standzuhalten. Bei Dioden aus SiC wird dabei häufig auf die MPS-Struktur zurückgegriffen. In dieser Arbeit wird das Stoßstromverhalten von neuen 1200V-SiC-MPS-Dioden von Infineon untersucht. Dabei wird gemessen, welchem Strom die Dioden bei einem Halbsinus-Puls von 10ms standhalten. Das Ergebnis wird mit der Robustheit herkömmlicher SiC-Schottky-Dioden verglichen. Die Stoßstromrobustheit bei Parallelschaltung wird untersucht. Mittels elektro-thermischer Simulationen werden Möglichkeiten zur Verbesserung der Stoßstromrobustheit der Dioden erörtert. Hierbei wird die Schichtdicke erhöht und Kupfer statt Aluminium als Anodenmetallisierung angenommen. Des Weiteren wird das Simulationsmodell hinsichtlich der Lotschicht und eines reduzierten SiC-Substrats variiert.
Die MPS-Dioden weisen bei hohem Strom einen negativen differentiellen Widerstand auf, hervorgerufen durch die Injektion von Minoritätsladungsträgern aus den p-dotierten Gebieten. Die Aktivierung der Injektion von Minoritätsladungsträgern
in Abhängigkeit der Größe der p-dotierten Gebiete wird ebenfalls mittels Simulationen untersucht. Ein Vergleich verschiedener Caughey-Thomas-Parameter zur Modellierung der Ladungsträgermobilität in FEM-Bauelementsimulatoren wird durchgeführt.
Das Ausschaltverhalten der MPS-Dioden wird unter verschiedenen Bedingungen gemessen. Dazu zählen das Abschalten unter Anwendungsbedingungen, das Abschalten unter Überlast von bis zum fünfzehnfachen Nennstrom, das Abschalten mit hohen Strom- und Spannungssteilheiten und das Abschalten in Parallelschaltung und mit zusätzlicher parasitärer Induktivität.
Die Untersuchungen zeigen eine hohe Robustheit der neuen 1200V-SiC-MPS-Dioden.The surge current ruggedness is an import property of power diodes. In case of SiC diodes this is realized by a Merged-pin-Schottky (MPS) structure. In this thesis the surge current ruggedness of novel 1200V SiC MPS diodes from Infineon is investigated. The maximum current during a half sine surge current pulse of 10ms is determined in measurements for various diodes and compared to the surge current ruggedness of conventional Schottky diodes. Furthermore, the surge current
ruggedness in parallel arrangement is measured. By the means of electro-thermal simulations options to improve the surge current ruggedness are investigated. The simulation model is varied concerning the diodes anode metalization layer thickness and material. The layer thickness is increased and the typical aluminum is replaced by copper. Additionally, the influence of the silicon carbide substrate thickness and the solder layer thickness and material on the surge current ruggedness is simulated.
The MPS diodes possess a negative differential resistance at high currents caused by the injection of minority carriers by the p-doped regions. The injection of minority carriers in dependence of the size of the p-regions is also examined in simulations. Furthermore, different parameter sets of the the Caughey-Thomas formula to describe the carrier mobility are compared.
The turn-off behavior of the diodes is measured under different conditions such as the turn-off from fifteen times the rated current, the turn-off with high current and voltage slopes and the turn-off in parallel arrangement and with additional inductance.
The investigation show a high robustness of the novel 1200V SiC MPS diodes
Developing a Car2X Communication Application using a Queriable Wireless Sensor Network
Get PDFThe development of wireless sensor networks has reached a point where each individual node of a network may store and deliver a massive amount of (sensor-based) information at once or over time. In the future, massively connected, highly dynamic wireless sensor networks such as vehicle-2-vehicle communication scenarios may hold an even greater information potential. This is mostly due to the increase in node complexity. Consequently, data volumes will become a problem for traditional data aggregation strategies trafficwise as well as with regard to energy efficiency. Therefore, in this thesis, proposed a database aggregation strategy can be used to minimize most of these problems of big data in embedded and wireless sensor networks which enables the efficient use of energy and the handling of large data volumes.
Moreover, evaluated latency and traffic volume in the network based on experiments using sensor platforms