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Scenarios of Structure Stabilization and the Emergence of Transport Properties in AlMnCu - alloys
No full textThin films of a ternary alloys between aluminum, manganese and copper (AlMnCu), prepared at low temperature, are reported in the present work. It is a study along two binary edges (Al100−xMnx and Al100−xCux (from literature)), the first almost along the entire range of concentrations, and two different cuts through the ternary system. The first cut begins at amorphous Al50Mn50 and adds Cu step by step (from literature).
The second cut begins at amorphous Al60Cu40 and varies Al and Mn such that the Cu-content stays constant. There is a wide amorphous range, purely amorphous or with additional quasi-crystalline local features, and there are ranges where mixtures between amorphous and nano- or partially crystalline phases with a high content of lattice defects exist.
The work exclusively deals with the development of the static structure and its thermal stability, as well as the development of its electronic transport properties. The ternary AlMnCu is a model for a deeper understanding of different scenarios of structure stabilization and their interaction, with consequences on the emergence of physical properties.
The analysis focuses on self-organizing spherical-periodic, global resonance effects between two global subsystems of the alloy under consideration, the Fermi gas as one and the forming static structure of ions as the other. The global resonances are self organizing by i.e. an exchange of characteristic momenta and energy between the subsystems and trigger, besides a particular structure, particle-density anomalies and/or hybridization effects. The work shows strong evidence of a combined action of the particle-density anomalies with the effective valence of the atoms involved, in order to maintain the resonance condition under all circumstances. Whereas at high Al-content, additionally, local features of quasi-crystallinity arise, closer to pure Mn phase separations arise, causing mixtures of amorphous with nano-crystalline phases or crystals with a high content of lattice distortions.
Reports on density anomalies, hybridization effects, and angular correlations, have been published quite often. In the present work, besides similar effects in a ternary system, first indications for phase separations and lattice defects as additional scenarios of stabilizing condensed matter are reported.
The resonance, seen as spherical-periodic-order at short- and medium-range distances in real space, causes in reciprocal space a resonance maximum (analogous to a Bragg peak in crystals). Its location on the axis of the scattering vector is defined by the electron system and a pseudo-gap in the electronic density of states arise at the Fermi energy. The origin of the structural order and its thermal stability, the pseudo-gap at the Fermi energy, as well as the transport properties with its anomalies, all are attributed to the resonance. The spherically-periodic atomic order in an amorphous phase is analogous to the planar order in a crystal. The interatomic distances between the nearest neighboring shells at short- and medium range distances coincide with half the Fermi wavelength, also called Friedel-wavelength.In der vorliegenden Arbeit wird über bei niedriger Temperatur hergestellte dünne Schichten aus einem ternären Legierungssystem zwischen Aluminium, Mangan und Kupfer (AlMnCu) berichtet, über zwei binäre Randlegierungen (Al100−xMnx und Al100−xCux (aus der Literatur)) und über zwei verschiedene Schnitte durch den ternären Bereich. Ein Schnitt durch den ternären Bereich beginnt bei amorphem Al50Mn50 und fügt schrittweise Cu zur Legierung (aus der Literatur). Der zweite Schnitt beginnt bei amorphem Al60Cu40 und fügt schrittweise Al und Mn so zu, dass der Cu-Gehalt konstant bleibt. Es gibt amorphe Bereiche, teilweise mit weiteren lokal quasi-kristallinen zusätzlichen Merkmalen, sowie Bereiche, in denen Mischungen aus amorphen mit nano oder teilkristallinen Phasen auftreten.
Die Arbeit behandelt die Entwicklung der statischen Struktur und deren thermische Stabilität, sowie die Entwicklung elektronischer Transporteigenschaften. Das ternäre AlMnCu ist ein Modellsystem für ein tieferes Verständnis der verschiedenen Szenarien struktureller Stabilisierung und deren Interaktion, mit Auswirkungen auf ein tieferes Verständnis der mit der Struktur sich entwicklenden physikalischen Eigenschaften.
Die Analyse konzentriert sich auf sich selbstorganisierende sphärisch-periodische, globale Resonanzeffekte zwischen zwei globalen Untersystemen des gewählten Materialsystems, der Fermi-Kugel als einem und der sich bildenden statischen Struktur der Ionen als dem anderen. Die globalen Resonanzen bilden sich u.a. durch einen Austausch von charakteristischen Impulsen und Energie zwischen den Untersystemen, die neben einer bestimmten Struktur zunächst auch Teilchendichteanomalien und/oder Hybridisierungseffekte erzeugen. Die vorliegende Arbeit zeigt dabei starke Anzeichen für eine kombinierte Wirkung dieser Effekte um die Resonanzbedingung unter allen Umständen beizubehalten. Bei hohen Al-Anteilen treten zusätzlich lokale Merkmale von quasi-Kristallinität, mit 5-facher Winkelkorrelation auf, um auch diesen Bereich strukturell zu stabilisieren. Bei hohen Mn-Anteilen sind es lokale Phasentrennung in amorphe und nano-kristalline Phasen oder hohe Anteile von Gitterdeffekten, die zusätzlich auftreten.
Über Dichteanomalien, Hybridisierungseffekte und Winkelkorrelationen wurde in der Vergangenheit bereits mehrfach berichtet. In der vorliegenden Arbeit sind es, neben der modellhaften Behandlung dieser im ternären System, die Hinweise zu Phasentrennung und Gitterdeffekten als zusätzliche Szenarien zur Stabilisierung kondensierter Materie, über die erstmalig berichtet wird.
Die auf dem Austausch von Impuls beruhende Resonanz, als sphärisch-periodische-Ordnung im nahen und mittleren Abstandsbereich des Ortsraumes zu sehen, verursacht im reziproken Raum ein Resonanzmaximum (analog zu einem Bragg-peak in kristallinen Systemen), dessen Lage auf der Achse der Streuvektoren vom Elektronensystem definiert wird, und eine Pseudolücke in der elektronischen Zustandsdichte der Elektronen an der Fermi-Energie. Letztendlich werden die Entstehung der strukturellen Ordnung selbst, ihre thermische Stabilität, als auch die Transporteigenschaften mit ihren Anomalien auf diese Pseudolücke und demzufolge auf die Resonanz zurückgeführt. Die sphärisch-periodische Ordnung der Atome in einer amorphen Phase ist analog zur planaren Ordnung in einem Kristall. Die Atomabstände zwischen den Nächstnachbarschalen im mittleren, aber auch nahen Abstandsbereich, stimmen über große Distanzen mit der halben Fermi-Wellenlänge überein, die man auch als Friedel-Wellenlänge bezeichnet
Investigation of Current Excitation for Personal Health and Biological Tissues Monitoring
Get PDFBioimpedance spectroscopy is very useful in biomedical field as a safe and non-invasive technique. A stable and safe excitation current below than 0.5 mA for load impedances changing from 100 Ω to 10 kΩ in the full β-dispersion range from kHz up to 1 MHz is a big challenge for the design of the current source addressed by this thesis. For a good stability and high accuracy, the source should have a high output impedance.
Different current source types in “current-mode approach” and “voltage-mode approach” were investigated and compared for usability in bioimpedance measurement systems. The “voltage-mode approach” with grounded load was proven to be more suitable and stable for biomedical measurements. Thereby the Tietze and the Howland circuit in dual configuration with negative feedback have shown the lowest error of the output current and the highest output impedance, where the improved Howland circuit in dual configuration with negative feedback is preferred because it has a simple structure, high accuracy and good stability.
We suggest to improve the stability of the Howland circuit in dual configuration with negative feedback by introducing compensated operational amplifiers and to reduce stray capacitances at higher frequencies by adding gain compensation capacitor. We reach thereby an accuracy of 0.5% at low frequency and 0.9% at 1 MHz. With the realized accuracy of the designed voltage controlled current source, one decisive prerequisite for portable bioimpedance measurement system is achieved.
In order to select the appropriate excitation signals for short measurement time, a comparative study of signals and their parameters was carried out. It leads to the selection of binary chirp signal as a suitable excitation signal due to its short measurement time about 100 μs, low crest factor lower than 2.8 and an energy efficiency higher than 54% in a very noisy signal. Simulation results show that the designed enhanced Howland current source excited by the binary chirp signal has low error and flatness in the whole range.Die Bioimpedanzspektroskopie gewinnt aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften als nicht-invasive, schonende Messmethode zunehmend an Bedeutung im biomedizinischen Bereich. Dabei ergeben sich besondere erausforderungen für den Entwurf der Stromquelle zur Realisierung eines stabilen und sicheren Anregungsstroms. Gefordert ist eine hohe Genauigkeit bis zu einem Maximalstrom von 0.5 mA in einem Frequenzbereich, der der β-Dispersion entspricht, von wenigen kHz bis hin zu 1 MHz. Die Stabilität muss bei variablen Lastimpedanzen im Bereich von 100 Ω bis 10 kΩ gewährleistet sein. Dafür muss die Stromquelle eine hohe Ausgangsimpedanz aufweisen.
Diese Arbeit fokussiert auf den Entwurf von spannungsgesteuerten Stromquellen. Verschiedene Arten von Stromquellen wurden untersucht und verglichen. Der 'Voltage-Modus-Ansatz' mit Masse-referenzierter Last hat sich als besser geeignet und stabiler für biomedizinische Messungen erwiesen. Die Tietze-Schaltung und diese Howland-Schaltung zeigen dabei die niedrigsten Fehler des Ausgangsstroms und die höchste Ausgangsimpedanz. Im direkten Vergleich besitzt die verbesserte Howland-Schaltung doch eine einfachere Struktur, höhere Genauigkeit und bessere Stabilität und wird daher gegenüber der Tietze-Schaltung bevorzugt.
Um weitere Stabilitätsverbesserungen bei der Howland-Schaltung zu erreichen, werden zwei Maβnahmen vorgeschlagen. Zum einen werden kompensierte Operationsverstärker eingeführt und zum anderen wird der Einfluss von Streukapazitäten bei hohen Frequenzen minimiert indem die Verstärkung mit Kondensatoren kompensiert wird. Durch diese Maβnahmen wird eine Genauigkeit von 0.5% bei niedrigen Frequenzen und 0.9% bei 1 MHz ermöglicht. Mit dem neuen Entwurf der spannungsgesteuerten Stromquelle ist ein entscheidender Meilenstein für die Realisierung tragbarer Messsysteme der Bioimpedanz erreicht.
Um eine kurze Messzeit zu realisieren wurde eine vergleichende Studie von Anregungssignalen und deren Signalparameter durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass binäre Chirp-Signale aufgrund der reduzierten Messzeit, des niedrigen Crest-Faktors unter 2.8 und hohe Energieeffizienz von mehr als 54% bei hohem Rauschlevel besonders geeignet sind. Simulationsergebnisse zeigen, dass die entwickelte Howland-Stromquelle zusammen mit einem binären Mehrfrequenzsignal den geringsten Amplitudenfehler im gesamten Frequenzbereich realisiert
Das neue Kontaktmodell mit endlicher Reibung in Creo Simulate 3.0 : Theorie und Anwendung ; Vergleich mit dem reibungsfreien und unendlich reibungsbehafteten Kontaktmodell
Get PDFDer Vortrag beschreibt die zugrunde liegende Theorie und die Softwarefunktionalität des in PTC Creo Simulate 3.0 eingeführten Kontaktmodells mit endlicher Reibung und vergleicht dieses mit den bis Creo Simulate 2.0 exklusiv verwendeten Kontaktmodellen (ideal reibungsfrei und unendlich reibungsbehaftet). An zwei Modellbeispielen (ein von zwei Bremsbacken geklemmtes Bremsschwert und ein verschraubtes Schwungrad) wird versucht, die Funktionsweise des neuen Modells zu demonstrieren. Wegen aktueller Qualitätsprobleme der Software wird die Brauchbarkeit der Kontaktmodelle für den Anwender bewertet (Stand Creo 3.0 M080 / Creo 2.0 M200) und umfangreiches Feedback an den Softwarehersteller PTC gegeben.The presentation describes the underlying theory and software functionality of the finite friction contact model introduced with PTC Creo Simulate 3.0. It is being compared with the friction-free and infinite friction contact model used exclusively until Creo Simulate 2.0. It is being tried to demonstrate the mode of operation of the new model with help of two examples: A brake sword clamped by two brake pads and a bolted flywheel. Because of actual software quality problems, the usability of the contact model for the user is being rated (status Creo 3.0 M080 / Creo 2.0 M200). Furthermore, comprehensive feedback is given to the software developer PTC
Self-aligned graphene on silicon substrates as ultimate metal replacement for nanodevices
Get PDFWe have pioneered a novel approach to the synthesis of high-quality and highly uniform few-layer graphene on silicon wafers, based on solid source growth from epitaxial 3C-SiC films [1,2]. The achievement of transfer-free bilayer graphene directly on silicon wafers, with high adhesion, at temperatures compatible with conventional semiconductor processing, and showing record- low sheet resistances, makes this approach an ideal route for metal replacement method for nanodevices with ultimate scalability fabricated at the wafer –level
Wirtschaftliche Effekte des Luftverkehrs in Österreich im Lichte von Auftragsstudien
Get PDFDie Darstellung der Beschäftigungswirkungen des Luftverkehrs spielt im politischen Leben in vielen westlichen Industrieländern eine große Rolle. Verbände der Luftverkehrswirtschaft versuchen, mit Gutachten die Bedeutung ihrer Branche für Wachstum und Beschäftigung zu untermauern. Viele dieser Gutachten halten keinen wissenschaftlichen Ansprüchen stand. Bereits 1992 hatte in den USA die amerikanische Luftverkehrsbehörde FAA die Qualitätsprobleme solcher Gutachten erkannt und bemängelt und Grundsätze für korrektes Arbeiten aufgestellt. In Österreich hat nun ein Streit um den weiteren Ausbau des Flughafens Wien zur Anfertigung mehrerer Interessentengutachten geführt. Diese Gutachten werden in der vorliegenden Studie evaluiert. Es zeigt sich, dass wissenschaftliche Standards nicht eingehalten werden. Die Regierung selbst verwendet Angaben aus solchen Gutachten in ihren Publikationen und tauscht stillschweigend Daten, die sich später als unhaltbar erweisen, gegen andere aus. Vergleiche mit Studienergebnissen von OECD, EU und Weltbank belegen große Differenzen.Growth and Job-effects of Aviation play a crucial role in many western industrialized countries. Consortiums and federations of the aviation industry try to proof with assessments and expert opinions how important their sector is. However many of those studies do not have scientific quality. Already 1992 the American Federal Aviation Authority FAA realized problems and issued guidelines for acceptable reports. In Austria the planned enlargement of Vienna airport led to the production of several studies. This is the reason for the present paper. The most recent Austrian aviation studies, especially one by the Austrian IWI, are being analysed. It proves that the Austrian Aviation reports are not consistent with the standards set by the FAA guidelines. They contain exaggerated figures and omit critical aspects. Comparisons with studies of OECD, EU or Worldbank show the differences and imbalances
Kansei Engineering Experimental Research with University Websites
Get PDFThis technical report presents the data and some results of the experimental research in the field of Human-Computer Interaction (Kansei Engineering), undertaken jointly by Technische Universität Chemnitz (Germany) and Novosibirsk State Technical University (Russia) in Feb- March 2016. In the experiment, 82 Master and Bachelor students of both universities evaluated 21 website of selected German and Russian universities per 10 emotional and 5 quality scales
Ein Flughafenkonzept für NRW: Grundzüge einer rationalen Flughafenpolitik
Get PDFZiel der vorliegenden Analyse ist es, ein Flughafenkonzept für Nordrhein-Westfalen zu erarbeiten. Dazu werden die wichtigsten Rahmenbedingungen des internationalen Luftverkehrs und der Luftverkehrspolitik in NRW behandelt. Es wird ein Überblick über die Flughafensituation in NRW gegeben. Weiter werden volkswirtschaftliche Effekte des Luftverkehrs beleuchtet (Arbeitsplätze, Wirtschaftswachstum). Dann werden negative externe Effekte des Luftverkehrs, insbesondere Fluglärm betrachtet. Abschließend werden Veränderungsvorschläge für die Flughafenpolitik in NRW entwickelt.The aim of the present analysis is to elaborate an airport concept for North-Rhine-Westphalia. To achieve this, the framework of international aviation and aviation policy in NRW are treated. Additionally, the analysis will give an overview of the airport situation in NRW. Furthermore, economic effects of aviation are illuminated (jobs, economic growth). Then, negative external effects of aviation are considered, aircraft noise in particular. Finally, suggestions for a consistent airport policy in NRW are developed
1524: Der Chemnitzer Bierkrawall
Get PDFDer Autor stellt in seinem Artikel das Spannungsverhältnis zwischen der Bürgerschaft von Chemnitz und den Mönchen des Benediktinerklosters anhand eines Konfliktes um den Ausschank und das Brauen von Bier im Jahr 1524 dar
Elektrochemisches Modell zur Beschreibung der Konversion von Aluminium durch anodische Oxidation
Get PDFDurch elektrochemische Impedanzspektroskopie während der anodischen Oxidation von Aluminium werden in der vorliegenden Arbeit die elektrochemischen Vorgänge während der Oxidbildung quantitativ und zeitabhängig untersucht. Es wird ein Modell vorgeschlagen und diskutiert, welches das Impedanzverhalten während der anodischen Oxidation in Schwefel-, Oxal- und Phosphorsäure über einen großen Bereich von Konzentrationen und Stromdichten abbilden kann. Aus den gewonnenen Ergebnissen werden die kapazitive Wirkung der Sperrschicht am Porengrund, der Eintritt von Ladungsträgern in die Sperrschicht, der Ionentransport durch die Sperrschicht sowie die Oxidbildungsreaktion selbst als wesentlich für das Impedanzverhalten identifiziert. Die ermittelten Zusammenhänge und Konstanten können als Grundlage für Modellvorstellungen dienen, welche das Verhalten elektrischer Prozessgrößen und die Ausbildung der charakteristischen Oxidstruktur bei der anodischen Oxidation von Aluminium verknüpfen.In the present work, the electrochemical subprocesses of the oxide formation on aluminium by anodic oxidation are investigated using electrochemical impedance spectroscopy. The time dependence of the impedance behaviour and the quantitative relations between the process parameters and the impedance behaviour are considered. A model for the representation of the electrochemical behaviour during the anodic oxidation in sulphuric, oxalic and phosphoric acid is proposed and discussed for a wide range of anion concentrations and current densities. On the basis of the obtained results, the capacitive effect of the barrier layer, the charge transfer resistance of the barrier layer, the ion transport within the barrier layer and the oxide formation are identified as the dominating effects for the impedance behaviour. The established relations can serve as a basis for models, which interrelate both the electrochemical behaviour and the geometrical formation of the characteristic pore structure
Wandel in der Wissenschaftskommunikation - Open-Access-Tag an der TU Chemnitz 2015
No full textIm Grußwort zum hochschulöffentlichen Open Access-Tag 2015 formulierte Herr Professor Heinrich Lang, Prorektor für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs: "Open Access schafft Strukturen und Verfahren zur Bereitstellung von Forschungsergebnissen im Internet, die einen freien und langfristigen Zugang zu diesen Ressourcen gewährleisten.
Im Zeitalter digitaler Wissensverbreitung ist Open Access damit ein Garant für die Wahrung der Publikations- und Informationsfreiheit, für deren Einklang und die Wissenschaften voranzutreiben."
Am Vormittag des 02.11.2015 kamen Bibliothekare aus sieben sächsischen Hochschul- und Spezialbibliotheken zum 2. Workshop der Open Access Community Sachsen zusammen.
Sie präsentierten und diskutierten Strategien und Dienstleistungen zur Unterstützung von Open-Access-Publikationen. In Sachsen wird es dazu eine intensive Zusammenarbeit geben.
Danach trafen sich die Wissenschaftler/innen und Studierenden der TU Chemnitz im zentralen Hörsaalgebäude.
Das Programm wurde vom Open-Access-Team der Universitätsbibliothek koordiniert und von der Bibliotheksdirektorin, Frau Angela Malz moderiert. Als Referenten konnten anerkannte Experten aus dem Urheberrecht, dem Verlagswesen und der Allianz der Wissenschaftsorganisationen sowie Wissenschaftler der TU Chemnitz gewonnen werden. Es ergab sich eine anregende Diskussion zu den Umwälzungen im wissenschaftlichen Publikationswesen aus verschiedenen Blickwinkeln.
Der jährliche Informations- und Aktionstag ist Ausdruck des Engagements der Universitätsbibliothek, Wissenschaftler/innen bei der Open Access Publikation zu unterstützen.In his welcome speech of the Open Access Day 2015 at the Technische Universität Chemnitz Professor Dr. Heinrich Lang, Vice-Rector for Research and Promotion of Young Scientists, statet that „Open Access creates structures and procedures for the online provision of research results and thereby ensures the free and long-term access to those resources. In the era of the digital dissemination of knowledge, Open Access protects the freedom of publication as well as the freedom of information, whose unity is the basis of scientific advancement.“
The morning session on 2 November 2015 was dedicated to the second workshop of Saxony‘s Open Access Community in which librarians from seven university and specialised libraries got together to discuss strategies and services for the support of Open Access publications. To this end, there will be a close collaboration of Saxon libraries.
For the afternoon session of the Open Access Day scientists and students of the Technische Universität Chemnitz gathered in the central lecture hall. The program was coordinated by the University Library and was moderated by the Head Librarian, Angela Malz. Lectures were delivered by experts on copyright law, renowned representatives from the publishing industry and the alliance of scientific organisations in Germany, as well as highly respected scientists of the Technische Universität Chemnitz. Their various perspectives on the transformation processes in academic publishing initiated lively discussions with the audience.
This annual day of information and action reflects the dedication of the University Library Chemnitz to support scientists and scholars in publishing Open Access