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Facial Expressions as Indicator for Discomfort in Automated Driving
Get PDFDriving comfort is considered a key factor for broad public acceptance of automated driving. Based on continuous driver/passenger monitoring,
potential discomfort could be avoided by adapting automation features such as the driving style. The EU-project MEDIATOR (mediatorproject.eu) aims at developing a mediating system in automated vehicles by constantly evaluating the performance of driver and automation. As facial expressions could be an indicator of discomfort, a driving simulator study has been carried out to investigate this relationship. A total of 41 participants experienced three potentially uncomfortable automated approach situations to a truck driving ahead. The face video of four cameras was analyzed with the Visage facial feature detection and face analysis software, extracting 23 Action Units (AUs). Situation-specific effects showed that the eyes were kept open and eye blinks were reduced (AU43). Inner brows (AU1) as well as upper lids (AU5) raised, indicating surprise. Lips were pressed (AU24) and stretched (AU20) as sign for tension. Overall, facial expression analysis could contribute to detect discomfort in automated driving
Wissenschaftliche Begleitung der Vorhaben zum Inklusionsassistenten: Endbericht
No full textUm den Anforderungen an eine inklusive Gesellschaft und der Etablierung eines inklusiven Bildungssystems in Sachsen gerecht werden zu können, unterstützen seit dem Schuljahr 2016/2017 Inklusionsassistenten bereits bestehende schulische Inklusionsprozesse an sächsischen Schulen. Mit dieser Maßnahme sollen Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf eine zusätzliche, individuell ausgerichtete Unterstützung erhalten. Die Professur für Allgemeine und Biopsychologie der Technischen Universität Chemnitz hatte die Aufgabe, das sächsische Vorhaben umfassend zu analysieren. Im Fokus stand insbesondere die inhaltliche Ausrichtung und deren Auswirkung auf die Ziele und Effektivität des Gesamtprogramms. Im vorliegenden Endbericht werden die zentralen Ergebnisse dieser fünfjährigen wissenschaftlichen Begleitung zusammenfassend dargestellt und Handlungsempfehlungen zur Weiterentwicklung des Einsatzes von Inklusionsassistenten an sächsischen Schulen abgeleitet.To meet the requirements of an inclusive society and to establish an inclusive education system in Saxony, inclusion assistants have been supporting existing school inclusion processes in Saxonian schools since the 2016/17 school year. This project has aimed at providing pupils with special educational needs with additional, individually tailored support. It has been the task of our team (the team of General Psychology & Biopsychology at the Technical University of Chemnitz) to analyze the Saxonian project comprehensively. More specifically, the various contents and their impact on the objectives and effectiveness of the overall program have been investigated. Within this final report, the key results of this five-year scientific monitoring are summarized. Recommendations for further development of this and related programs are derived
Gesundheitsrelevante Charakteristika von Führung an Hochschulen aus Mitarbeiter- und Vorgesetztenperspektive: Eine Untersuchung des wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Personals am Fallbeispiel einer Technischen Universität
No full textInnerhalb der vorliegenden Arbeit wurden die gesundheitsrelevanten Charakteristika von Führung an Hochschulen aus Mitarbeiter- und Vorgesetztenperspektive untersucht. Auf Grundlage einer umfassenden einleitenden Betrachtung des Forschungsstandes zu den Themen Führung und Gesundheit, sowie der Betrachtung der Studienlage zu Führungsfaktoren an Hochschulen zeigt sich u.a., dass Vorgesetzte in vielerlei Hinsicht eine Schlüsselposition bei der Gesunderhaltung ihrer Mitarbeitenden einnehmen. Die theoretische Auseinandersetzung mit dem direkten und indirekten Führungseinfluss und den bestehenden Modellen zur gesundheitsförderlichen Führung ergab die Identifikation von intra- und interindividuellen Faktoren der Selbst- und Mitarbeiterführung. Zudem konnten vielfältige führungsseitige strukturelle und personelle Einflussmöglichkeiten im Hinblick auf die Arbeits- und Organisationsgestaltung und die Bereichskultur aufgezeigt werden. Innerhalb des empirischen Teils der Arbeit wurde das entwickelte Modell mittels verschiedener Analyseinstrumente der qualitativen Sozialforschung, einer schrittweisen induktiven Erweiterung und einer gleichzeitigen Spezifizierung für den Hochschulkontext unterzogen. Innerhalb des sich anschließenden Diskussionsteils wurden die Forschungsfragestellungen näher beleuchtet und methodische Limitationen erörtert. Die Arbeit schließt mit der Generierung von Implikationen für die Führungspraxis der hochschulbezogenen wissenschaftlichen und nicht-wissenschafflichen Bereiche.:1 Einleitung
2 Theoretischer Bezugsrahmen
3 Methodik
4 Ergebnisse
5 Diskussion
6 Schlussbetrachtungen
7 AnhangIn the present work, the health-related characteristics of leadership at universities were examined from the perspective of employees and superiors. Based on a comprehensive examination of the state of research on the topics of leadership and health, as well as management factors at universities, it has been shown that superiors play a key role in keeping their employees healthy in different ways. The theoretical examination of the direct and indirect influence of leadership and the existing models for health-promoting leadership resulted in the identification of intra- and inter-individual factors of self-leadership and employee leadership. In addition, it was also possible to identify a wide range of management-related structural and personnel influence options with regard to work and organizational design and culture within different areas of the university. Within the empirical part of the work, the developed model was subjected to a step-wise inductive expansion and a simultaneous specification for the university context using various analytical instruments of qualitative social research. In the subsequent discussion, the research questions are examined in more detail and methodological limitations are discussed. The work concludes with the generation of implications for management practice in university-related scientific and non-scientific areas.:1 Einleitung
2 Theoretischer Bezugsrahmen
3 Methodik
4 Ergebnisse
5 Diskussion
6 Schlussbetrachtungen
7 Anhan
How comics communicate on the screen: Telecinematic discourse in comic-to-film adaptations
Get PDFThis paper explores the relation between the popular “Tintin” comics by the Belgian artist Hergé and Steven Spielberg’s successful film adaptation “The Adventures of Tintin” (2011) from a linguistic perspective. It explores how language use in the scriptovisual medium of the comic (which combines still images and printed text) is rendered in the audiovisual medium of film (which combines moving images and spoken language). After discussing general linguistic similarities between comics and films and the use of language in each of the two media, the paper compares the representation of voice, accent, thoughts, talking animals, sounds and written language in Spielberg’s screen adaptation to the original printed comic books. It analyses to what extent the language from comic books can be directly transferred to the filmic medium and investigates possible causes underlying any modifications in the above-mentioned domains
I see how you reason: A Process-based Description of Abductive Reasoning
No full textAbductive reasoning is the process of finding the best explanation for a set of observations. The theory of abductive reasoning (TAR, Johnson & Krems, 2001) allows detailed process assumptions that were only partly tested in detail up until now. This thesis employs an artificial abductive reasoning task, the Black Box task, and eye tracking measures in order to gain insight into the process. The first part of this thesis aims at evaluating process measures based on eye tracking and using them in order to gain a better understanding of the processes postulated in TAR such as the construction of a situation model or retrieval of relevant information. The second part investigates the relationship between working memory and abductive reasoning by manipulating the amount of information stored in memory and examining the relationship between visual abductive reasoning and working memory skills. In a last part a perspective to the transferability of our results to everyday life tasks is given.
The first study focuses on differentiating between processes that take place during the encoding and the evaluation of observation information by comparing eye movement measures.
In the second study, we tested process assumptions such as the construction of a mental representation from TAR using memory indexing, an eye tracking method that makes it possible to trace the retrieval of explanations currently held in working memory. Gaze analysis revealed that participants encode the presented evidence (i.e., observations) together with possible explanations into memory. When new observations are presented, the previously presented evidence and explanations are retrieved. With the memory indexing method, we were able to assess the process of information retrieval in abductive reasoning, which was previously believed to be unobservable.
The theory of abductive reasoning (TAR; Johnson & Krems, 2001) assumes that when information is presented sequentially, new information is integrated into a mental representation called a situation model, the central data structure on which all reasoning processes are based. Since working memory capacity is limited, the question arises how reasoning might change with the amount of information that has to be processed in memory. To answer this question, we conducted a third experimental study, in which we manipulated whether previous observation information and previously found explanations had to be retrieved from memory or were still present in the visual array. We analyzed individual ratings of difficulty as well as behavioral data and reasoning outcomes. Our results provide evidence that people experience differences in task difficulty when more information has to be retrieved from memory. This is also evident in changes in the mental representation as reflected by eye tracking measures. However, these differences are not evident in the reasoning outcome. These findings suggest that individuals construct their situation model from both information in memory as well as external memory stores. The complexity of the model depends on the task at hand: when memory demands are high, only relevant information is included. With this compensation strategy, people are able to achieve similar reasoning outcomes even when faced with more difficult tasks.
The precise relationship between reasoning and working memory capacity remains largely opaque. Combining data of both studies from chapter 3 and 4, we firstly investigated if reasoning performance differs due to differences in working memory capacity. Secondly, using eye tracking, we explored the relationship between the facets of working memory and the process of visuospatial reasoning. Therefore both, a test for storage and processing, and content components (verbal-numerical/ spatial) of working memory as well as an intelligence measure, were engaged. Results show a clear relationship between reasoning accuracy, spatial storage and processing components as well as intelligence. Process measures suggest that high spatial working memory ability might lead to the use of strategies optimizing the content and complexity of the mental representation on which abductive reasoning is based.
In a fifth study, we aimed to investigate whether there are also indicators for the mechanisms postulated by TAR in a task that is closer to real life reasoning. Therefore, we asked participants to solve 12 jigsaw puzzles whereby the abductive task was the identification of the motive presented on the puzzles. Thereby, the pieces of the puzzles posed as observation and hypotheses to the motive of the puzzle as explanations. As a process tracing measure, we used thinking aloud. Verbal protocols were recorded, transcripted and carefully coded according to the operators and explanation types postulated in TAR. We found evidence that participants use most of the operators with a likeliness that significantly lies above chance level. We also found evidence of the existence of the different explanation types.
Eye movements were able to give insight in the interrelations between working memory, attention, and action. Therefore, this work contributes to understanding abductive reasoning, not only by testing the assumptions of TAR, but also by finding relations between memory, action and thought. The results do not only account for abductive reasoning in an artificial task but also in everyday life reasoning.:1 Introduction 1
1.1 Theories on Abductive Reasoning and Beyond 4
1.1.1 Theory of Abductive Reasoning 4
1.1.2 Other Theories 7
1.2 Reasoning, Working Memory, and Mental Representation 9
1.3 Process Tracing 11
1.4 An Artificial Abductive Task: The Black Box 12
1.5 Overview and Research Objectives 15
1.5.1 Differentiating between Encoding and Processing 15
1.5.2 Current Explanations in Memory 16
1.5.3 Information Stored in Memory 16
1.5.4 More than Storage of Information 17
1.5.5 In the Context of Everyday Life 18
1.5.6 Summary, Perspectives, and Conclusion 18
2 The Possibilities of Eye Tracking: Differentiating between Encoding and Processing 21
2.1 Abstract 22
2.2 Introduction 23
2.3 Method 26
2.3.1 Participants 26
2.3.2 Task and Apparatus 27
2.3.3 Procedure 28
2.3.4 Analysis 29
2.4 Results 30
2.5 Discussion 32
3 Tracing Current Explanations in Memory: A Process Analysis Based on Eye Tracking 37
3.1 Abstract 38
3.2 Introduction 39
3.2.1 Current Explanations of Abductive Reasoning 41
3.2.2 Tracing the Reasoning Process 44
3.2.3 Present Study 45
3.3 Method 48
3.3.1 Participants 49
3.3.2 Apparatus 49
3.3.3 Material 50
3.3.4 Procedure 53
3.4 Results 54
3.4.1 Performance 54
3.4.2 Gaze Analyses 55
3.4.3 Hypothesis 1: Information Stored in the Situation Model 57
3.4.4 Hypothesis 2: Different Types of Explanations—Concrete vs. Abstract 61
3.5 Discussion 67
3.5.1 Information Stored in the Situation Model 68
3.5.2 Concretely and Abstractly Explained Observations 68
3.5.3 TAR and Current Theories on Abductive Reasoning 70
3.5.4 Tracing Memory Processes 72
3.5.5 Conclusion 74
Appendix 3.1 75
Appendix 3.2 76
Appendix 3.3 77
Appendix 3.4 78
4 Information Stored in Memory Affects Abductive Reasoning 79
4.1 Abstract 80
4.2 Introduction 81
4.2.1 The Reasoning Process 82
4.2.2 Visual Attention 85
4.2.3 Research Objectives 86
4.2.4 This Study 87
4.2.5 Using Eye Movements as a Method to Assess Memory Retrieval 89
4.2.6 Hypotheses 89
4.3 Method 92
4.3.1 Participants 92
4.3.2 Apparatus 92
4.3.3 The Black Box Task 92
4.3.4 Procedure 95
4.3.5 Pairwise Comparisons 96
4.4 Results 96
4.4.1 Performance 96
4.4.2 Gaze Analysis 99
4.4.3 Hypothesis 1: Differences Experienced in Task Difficulty 101
4.4.4 Hypothesis 2: Elements of the Situation Model 102
4.4.5 Hypothesis 3: Integrative Solutions 105
4.5 Discussion 107
4.5.1 Differences Experienced in Task Difficulty 108
4.5.2 Elements of the Situation Model 108
4.5.3 Integrative Solutions 110
4.5.4 Summary 112
5 More than Storage of Information – What Working Memory Contributes to Visual Abductive Reasoning 113
5.1 Abstract 114
5.2 Introduction 115
5.2.1 Working memory 116
5.2.2 Relations between Abductive Reasoning Working Memory Capacity 118
5.2.3 Eye Movements as a Process Tracing Method 119
5.2.4 Abductive Reasoning Outcomes and Working Memory Ability. 120
5.2.5 Abductive Reasoning Processes and Working Memory Ability 121
5.3 Method 123
5.3.1 Participants 124
5.3.2 Apparatus 124
5.3.3 Material 125
5.3.4 Procedure 127
5.4 Results 128
5.4.1 Analysis 128
5.4.2 Abductive Reasoning Accuracy and Working Memory Ability 131
5.4.3 Abductive Reasoning Processes and Working Memory Ability 132
5.5 Discussion 135
5.5.1 The Interaction of Reasoning Accuracy and Memory Ability 135
5.5.2 The Interaction of the Process of Reasoning and Memory Ability 136
5.5.3 Conclusion 138
6 The Theory of Abductive Reasoning in the Context of Everyday Life 141
6.1 Abstract 142
6.2 Introduction 143
6.2.1 Abduction in “Real Life” 145
6.3 Method 146
6.3.1 Participants 146
6.3.2 Task 147
6.3.3 Material 148
6.3.4 Apparatus 148
6.3.5 Procedure 149
6.3.6 Coding system 150
6.4 Results 153
6.4.1 Analysis 153
6.4.2 Descriptive Data 153
6.3.3. Likeliness of Operator Use 155
6.5 Discussion 156
6.5.1 Operator Use 156
6.5.2 Explanation Types 157
6.5.3 Perspectives 158
7 Summary, Perspectives, and Conclusion 159
7.1 The Process of Abductive Reasoning 159
7.2 Contributions of other Theories 162
7.3 Eye Tracking and its Methodological Implications 164
7.4 Future Research and Applications 167
7.5 Conclusion 169
8 References 171
Curriculum Vitae 191
Publications 19
Optical polarization and charge carrier density in semipolar and nonpolar InGaN quantum wells in core-shell microrods and planar LEDs
No full textInGaN-based light emitters are strongly affected by the inhomogeneous broadening induced by random alloy fluctuations.
While these effects have been extensively investigated on c-plane (e.g. localization of carriers at low carrier density due to potential fluctuations, delocalization at higher carrier density), much fewer work report on the impact of inhomogeneous broadening on the emission properties of semipolar and nonpolar InGaN quantum wells (QWs).
In addition to have a higher electron- and hole-wavefunction overlap and thereby an increased radiative recombination rate thanks to the reduced/suppressed built-in electric field due to polarization discontinuities at heterointerfaces, QWs grown along semipolar/nonpolar crystal orientations have the interesting property to emit polarized light.
The characterization and theoretical understanding of their optical polarization properties is the first main focus of this thesis.
A correlation between spectral width and degree of linear polarization (DLP) is highlighted through extensive temperature- and excitation-dependent polarization-resolved confocal micro-photoluminescence spectroscopy carried out on planar semi-polar/nonpolar QWs and on the m-plane side facet of core-shell microrods.
A theoretical model based on electronic band structure calculated by the kp-envelope function method is developed to explain this correlation by taking inhomogeneous broadening into account.
Considering indium content fluctuations and the localization lengths of electrons and holes, different effective broadenings are applied to groups of subbands.
It is shown that for high-inclination semipolar and nonpolar InGaN/GaN QWs inhomogeneous broadening leads to a significant increase of the DLP at room temperature. Furthermore, the DLP-drop towards high carrier density due to the transition from the Boltzmann- to the Fermi-regime is smoother and starts at lower carrier density.
The model is also used to study the peculiar polarization properties of (202¯1) InGaN/GaN QWs compared to (202¯1¯) QWs: although they have equivalent band structures in the framework of k·p-theory and are therefore expected to have identical optical polarization properties, (202¯1) QWs consistently exhibit a lower DLP than (202¯1¯) QWs.
This discrepancy might be related to different effective broadenings of their valence subbands induced by the rougher upper QW interface in (202¯1), by the larger sensitivity of holes to this upper interface due to the polarization field in (202¯1), and/or by the different degrees of localization of holes.
Besides being strongly affected by inhomogeneous broadening, InGaN-based LEDs suffer from efficiency droop: their efficiency maximum is already reached at relatively low current density and then significantly drops towards their typical operation conditions.
One way to mitigate its effect is to reduce the carrier density inside the active region, which can be achieved via several approaches, e.g. growing the active region on a 3D template, on a semipolar/nonpolar substrate or a relaxed InGaN template.
The last two approaches reduce/suppress the built-in polarization field leading to wavefunctions with larger overlap and spread across the active region.
In order to check and validate these approaches, a way to measure the carrier density inside the active region is necessary.
This complex task, which is the second focus of this work, requires fitting a model of the carrier recombination dynamics to experimental data.
Several methods are already available, which are mostly based on the basic ABC-model.
The validity of this model is discussed through measurement of efficiency curves on various samples and extended to take into account the background carrier density at low carrier density and band-filling at high carrier density.
The DLP drop towards high carrier density is fitted simultaneously with the efficiency curve to improve the robustness of the extraction of recombination coefficients.
Nevertheless, without insights from time-resolved experimental data, extracting all recombination coefficients is shown to be very critical leading to ambiguous fitting results.
Time-resolved measurements being complex and time-consuming, a new method based on an extended ABC-model and room-temperature bias-dependent photoluminescence spectroscopy is proposed.
When investigating semipolar/nonpolar LEDs, this method allows to extract the carrier density within the active region without having to carry out time-resolved measurements, which is demonstrated using polarization-resolved efficiency curves measured on a m-plane LED.
Growing the active region on 3D templates to reduce the local carrier density requires eventually experimental techniques with high spatial resolution for its characterization.
This work reports the experimental know-how acquired through extensive characterization of single InGaN/GaN core-shell microrods.
A thorough description of the confocal microscope and its alignment is given to achieve reproducible and diffraction limited spatial resolution polarization-resolved photoluminescence measurements, which allowed the first local internal quantum efficiency measurement along the side facet of InGaN/GaN core-shell microrods.InGaN-basierte Lichtquellen sind stark von inhomogener Verbreiterung, die aus zufälligen Legierungsfluktuationen entsteht, beeinflusst.
Während diese Effekte ausführlich auf die c-Ebene untersucht wurden (z.B. Ladungsträgerlokalisierung bei niedriger Ladungsträgerdichte auf Grund von Potentialfluktuationen, Delokalisierung bei höherer Ladungsträgerdichte), untersuchen wenige Studien den Einfluss von inhomogener Verbreiterung auf die Emissionseigenschaften von semipolarer und nonpolarer InGaN Quantentrögen.
Quantentröge, die entlang semipolaren/nonpolaren Kristallrichtungen gewachsen sind, haben einen höheren Überlapp der Elektron- und Löcherwellenfunktionen und dadurch eine höhere strahlende Rekombinationsrate dank des niedrigen / unterdrückten elektrischen Feldes, das durch Polarizationsdiskontinuitäten an Heteroübergängen entsteht.
Diese Quantentröge haben die interessante Eigenschaft, polariziertes Licht auszustrahlen.
Die Charakterizierung und das theoretische Verständnis von diesen Polarizationseigenschaften ist der erste Schwerpunkt dieser Dissertation.
Umfangreiche temperatur- und anregungsabhängige polarizationsaufgelöste konfokale Mikro-Photolumineszenz Spektroskopie auf planaren semipolaren/nonpolaren Quantentröge und auf die m-Ebene Seitenfacette von Core-Shell Mikrosäulen deuten auf eine Korrelation zwischen der spektralen Breite und dem optischen Polarizationsgrad.
Basirend auf elektronischen Bandstrukturen, die mittels der k·p Hüllfunktionsmethode berechnet werden, wird ein theoretisches Modell entwickelt, um diese Korrelation unter Berücksichtigung der inhomogenen Verbreiterung zu erklären.
In Anbetracht der Fluktuationen des Indiumgehalts und der Lokalisierungslängen von Elektronen und Löchern, werden unterschiedliche effektive Verbreiterungen auf Gruppen von Subbändern angewendet.
Dadurch wird gezeigt, dass bei Raumtemperatur inhomogene Verbreiterung zu einem signifikanten Anstieg des Polarizationsgrads von semipolaren und nonpolaren InGaN/GaN Quantentrögen mit hoher Neigung führt.
Darüber hinaus ist der Polarizationsgrad-Abfall bei höheren Ladungsträgerdichten aufgrund des Übergangs vom Boltzmann- zum Fermi-Regime glatter und beginnt bei niedrigerer Ladungsträgerdichte.
Das Modell wird auch verwendet, um die besonderen Polarizationseigenschaften von (202¯1) InGaN/GaN Quantentrögen im Vergleich zu (202¯1¯) Quantentrögen zu untersuchen.
Durch ihre äquivalenten Bandstrukturen im Rahmen der k·p-Theorie wird erwartet, dass sie ähnliche Polarizationseigenschaften zeigen.
(202¯1) Quantentröge haben jedoch durchweg einen niedrigeren Polarizationsgrad als (202¯1¯) Quantentröge.
Diese Diskrepanz könnte auf unterschiedliche effektive Verbreiterung ihrer Valenz-Subbänder zurückgeführt werden, die durch die rauere obere Quantentrog-Grenzfläche in (202¯1), durch die größere Empfindlichkeit der Löcher gegenüber dieser oberen Grenzfläche aufgrund des Polarizationsfelds in (202¯1) und /oder durch die unterschiedlichen Lokalisierungsgrade der Löcher induziert werden.
InGaN LEDs sind nicht nur stark von inhomogener Verbreiterung beeinflusst, sondern leiden auch unter efficiency droop: Ihr Wirkungsgradmaximum wird bereits bei relativ geringer Stromdichte erreicht und fällt dann deutlich gegenüber ihrer typischen Betriebsbedingungen ab.
Eine Möglichkeit, diesen Effekt abzuschwächen, ist, die Ladungsträgerdichte innerhalb des aktiven Bereichs zu verringern, was über verschiedene Ansätze erreicht werden kann.
Die aktive Region kann zum Beispiel auf einer 3D-Pufferschicht, auf einem semipolaren/nonpolaren Substrat oder auf einer relaxierten InGaN-Pufferschicht gewachsen werden. Die letzten zwei Ansätze reduzieren/unterdrücken das Polarizationsfeld und führen dadurch zu Wellenfunktionen, die eine grössere Überlappung und Ausbreitung über die aktive Region haben.
Damit diese Ansätze überprüft und validiert werden können, ist ein Verfahren erforderlich, um die Ladungsträgerdichte innerhalb der aktiven Region zu bestimmen.
Diese komplexe Aufgabe, die den zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit bildet, erfordert die Anpassung eines Modells der Ladungsträgerrekombinationsdynamik an experimentellen Daten.
Die meisten Methoden, die bereits zur Verfügung stehen, nutzen das einfache ABC-Modell.
Die Gültigkeit dieses Modells wird durch Messung von Effizienzkurven auf verschiedenen Proben diskutiert und erweitert, um die Hintergrungladungsträgerdichte bei niedriger Ladungsträgerdichte und Bandfüllung bei hoher Ladungsträgerdichte zu berücksichtigen.
Der Polarizationsgrad-Abfall gegen hohe Ladungsträgerdichten wird gleichzeitig mit der Effizienzkurve angepasst, um das Bestimmen der Rekombinationskoeffizienten zu verbessern.
Es ist jedoch sehr kritisch, alle Rekombinationskoeffizienten eindeutig zu bestimmen, ohne zeitaufgelöste experimentelle Daten zu berücksichtigen.
Da zeitaufgelöste Messungen komplex und zeitaufwändig sind, wird eine neue Methode vorgeschlagen, die auf Bias-abhängiger Photolumineszenzspektroskopie bei Raumtemperatur und auf einem erweiterten ABC-Modell basiert.
Bei der Untersuchung semipolarer/nonpolarer LEDs ermöglicht diese Methode das Bestimmen der Ladungsträgerdichte innerhalb der aktiven Region, ohne zeitaufgelöste Messungen durchführen zu müssen.
Dies wird anhand polarizationsaufgelöster Effizienzkurven auf einer m-Ebene LED demonstriert.
Das Wachsen der aktiven Region auf 3D-Pufferschichten zur Verringerung der lokalen Ladungsträgerdichte erfordert für ihre Charakterisierung experimentelle Techniken mit hoher räumlicher Auflösung.
Diese Arbeit berichtet über das experimentelle Know-how, das durch die Charakterisierung einzelner InGaN/GaN Core-Shell Mikrosäulen erworben wurde.
Eine gründliche Beschreibung des konfokalen Mikroskops und seiner Ausrichtung ist gegeben, um reproduzierbare polarizationsaufgelöste Photolumineszenzmessungen mit beugungsbegrenzter räumlicher Auflösung zu erreichen, die die ersten lokalen internen Quanteneffizienzmessungen entlang der Seitenfacette von InGaN/GaN Core-Shell Mikrosäulen ermöglichte.Les sources lumineuses à base de InGaN sont fortement affectées par l'élargissement inhomogène dû aux fluctuations du taux d'indium. Alors que ces effets ont été étudiés extensivement sur le plan-c (par exemple: localisation des porteurs de charge à basse densité de porteurs dûe aux fluctuations de potentiel, délocalisation à plus haute densité de porteurs), seulement peu de travaux sont consacrés à l'étude de l'impact de l'élargissement inhomogène sur les propriétés d'émission des puits quantiques InGaN semipolaires et nonpolaires.
En plus d'avoir un recouvrement plus grand des fonctions d'ondes des électrons et des trous, et par conséquent un taux de recombination radiatif plus élevé grâce à la réduction/suppression du champs électrique interne dû aux discontinuités de polarisation aux hétérointerfaces, les puits quantiques crûs dans les directions semipolaires/nonpolaires ont la propriété intéressante d'émettre de la lumière polarisée.
La charactérisation et compréhension théorique de leurs propriétés de polarisation optique est l'un des axes de cette thèse.
Une corrélation entre la largeur spectrale et le degré de polarisation linéaire (DLP = angl. degree of linear polarization) est mise en évidence par le biais de spectroscopie de micro-photoluminescence confocale résolue en polarisation en fonction de la température et de l'excitation éffectuée sur des puits quantiques planaires semipolaires et nonpolaires ainsi que sur les facettes latérales plan-m de micro-piliers core-shell.
Un model théorique basé sur la structure de bandes électroniques calculée par la méthode k·p des fonctions d'enveloppe est développé pour expliquer cette corrélation en prenant l'élargissement inhomogène en compte.
En considérant les fluctuations du taux d'indium et la longueur de localisation des électrons et des trous, des élargissements effectifs différents sont appliqués à des groupes de sous-bandes.
Le modèle montre que pour les puits quantiques semipolaires/nonpolaires d'haute inclinaison l'élargissement inhomogène engendre une augmentation significative du DLP à température ambiante.
De plus, vers les densités de porteurs plus élevées, la chute du DLP induite par la tansition du régime de Boltzmann au régime de Fermi est plus lente et commence à plus basse densité de porteurs.
Le modèle est également utilisé pour étudié les propriétés particulières de polarisation optique des puits quantiques (202¯1) comparés aux puits (202¯1¯).
Malgré qu'ils aient des structures de bandes équivalentes dans le cadre de la théorie k·p et devraient ainsi avoir des propriétés de polarisation optique identiques, les puits quantiques (202¯1) ont systématiquement un DLP plus bas que les puits quantiques (202¯1¯).
Cette divergence est probablement liée aux élargissements effectifs différents qui s'appliquent à leurs sous-bandes de valence en raison de l'interface supérieure plus rugueuse du puit (202¯1), de la sensibilité des trous à l'interface supérieure du puit (202¯1) à cause du champ électrique interne, et/ou du différent degré de localisation des trous
En plus d'être fortement affecté par l'élargissement inhomogène, les LEDs InGaN souffrent d'efficiency droop: leur efficacité maximale est atteinte déjà à une densité de courant relativement basse et baisse ensuite significativement vers leurs conditions d'opération typiques.
Un moyen pour mitiger cet effet est de réduire la densité de courant dans la zone active, ce qui peut être atteint via plusieurs approches, notamment en croissant la région active sur un template 3D, sur un substrat semipolaire/nonpolaire ou un template d'InGaN relaxé.
Les deux dernière approches diminuent/suppriment le champs électrique interne augmantant ainsi le recouvrement des fonctions d'onde et leur étendue dans la zone active.
Afin de vérifier ces approches, une méthode pour déterminer la densité de porteurs dans la zone active est nécessaire.
Cette tâche complexe, qui est le second axe de ce travail, requière d'ajuster un modèle de la dynamique de recombinaison des porteurs à des données expérimentales.
La plupart des méthodes déjà disponibles se basent sur le simple modèle ABC.
La validité de ce modèle est discutée à travers des courbes d'efficacité mesurées sur différents échantillons et étendue pour prendre en compte la densité de porteurs dûe au dopage à basse densité de porteurs ainsi que le remplissage des bandes à haute densité de porteurs.
La chute du DLP vers les hautes densités de porteurs est ajustée simultanément à la courbe d'éfficacité pour augmenter la robustesse de la détermination des coefficients de recombinaison.
Il est cependant montré que sans prendre en compte des données expériemntales résolues en temps il est très difficile d'extraire tous les coefficients de recombinaison sans ambiguosités.
Les mesures résolues en temps étant complexes et longues, une nouvelle méthode basée sur un modèle ABC étendu et de la spectroscopie photoluminescence en fonction du bias à température ambiante est proposée.
Lorsqu'elle est appliquée à des LEDs semipolaires/nonpolaires, elle permet d'extraire la densité de porteurs dans la région active sans devoir effectuer des mesures résolues en temps. La méthode est démontrée en utilisant des courbes d'efficacité résolues en polarisation measurées sur une LED plan-m.
Croître la région active sur un template 3D afin de diminuer la densité locale de porteurs nécessite au final pour sa characterisation une technique expérimentale ayant une haute résolution spatiale.
Ce travail résume le savoir-faire expérimental acquis en characterisant des micro-piliers core-shell InGaN/GaN uniques.
Une description détaillée du microscope confocal et de son alignement est donnée pour atteindre des mesures de photoluminescence reproductibles et ayant une résolution limitée par la diffraction, ce qui a permis la première mesure locale d'efficacité interne quantique le long de la facette latérale de micro-piliers core-shell InGaN/GaN
Oberflächenfeinwalzen von Förderelementen auf Profilwalzmaschinen
No full textEs wird untersucht, ob in Schneckenextrudern verwendete Förderelemente aus Stahl durch das
Oberflächenfeinwalzen der schraubförmigen Mantelfläche gleichzeitig geglättet und verfestigt
werden können. Steigungsprofile, zu denen auch die Förderelemente zählen, werden bislang oft
nach der Hauptformgebung wärmebehandelt und im harten Werkstoffzustand spanend
feinbearbeitet. Formgebung, Wärmebehandlung und Feinbearbeitung sind voneinander
getrennte Prozessschritte. In dieser Arbeit besteht das Ziel, die Verfahrenseingangsgrößen für
die Kombination aus Formgebung und definierter lokaler Werkstoffverfestigung beim Walzen
zu erarbeiten. Zu diesem Zweck werden sowohl am Steigungsprofil selbst als auch an einem
davon abgeleiteten Rotationsprofil simulative, experimentelle sowie analytische
Untersuchungen durchgeführt. Es werden geometrische, kinematische und werkstofftechnische
Gesichtspunkte beleuchtet. Aufbauend auf dem Vergleich zwischen Simulationsergebnissen
mit der Finite-Elemente-Methode und im Versuch ermittelten Daten werden
Haupteinflussfaktoren auf die geometrischen Abweichungen sowie die Härtesteigerung in der
Bauteilrandschicht ermittelt. Mit Hilfe eines neu entwickelten sensorischen Werkstückträgers
wird die Drehbewegung des Werkstücks erfasst. Aus den analytischen Betrachtungen wird
schließlich ein Modell zur qualitativen Beschreibung des Walzkraftverlaufs abgeleitet, das zur
Vorauswahl von Verfahrenseingangsgrößen genutzt werden kann. Im Ergebnis wiederholter
Messungen wird deutlich, dass mit der geometrischen Gestaltung einer Walzvorform gezielt
Einfluss auf Umformgrad und damit Verfestigung im Bauteil genommen werden kann. An den
untersuchten hochfesten korrosionsbeständigen austenitischen Stählen ist eine Verdopplung der
Halbzeughärte möglich. Die beim Spanen der Vorformen auftretenden Formabweichungen
haben großen Einfluss auf die Beschaffenheit der Zielgeometrie sowie die erzielbare
Härtesteigerung. Durch Kenntnis der realen Werkstückdrehbewegung während des Walzens
lassen sich Rückschlüsse auf die Werkzeuggestaltung und die Walzparameter ziehen. Aufgrund
der Untersuchungsergebnisse wird das Verfahren für die Anwendung an korrosionsbeständigen
Bauteilen mit mittleren Verschleißschutzanforderungen empfohlen.:1 Einleitung
2 Stand der Technik
3 Zielstellung der Arbeit
4 Beschaffenheit der Werkstücke und Werkzeuge
5 Modellbildung mit Hilfe der FEM
6 Versuchsvorbereitung und Eingangsgrößen
7 Vergleich der Verfahrenskenngrößen in Simulation und Experiment
8 Analytisches Modell zur qualitativen Vorhersage der Walzkraft
9 Bauteileigenschaften nach dem Walzen
10 Zusammenfassung und AusblickA combined surface burnishing and mechanical hardening process for steel conveying elements
in screw extruders is examined. Helical profiles, that also comprise conveying elements, are
often heat treated after shaping followed by fine processing. Shaping, heat treatment and fine
processing are sequential process steps. This work deals with the investigation of rolling process
parameters that enable both low geometrical deviations and high work hardening of the screw
material. For this purpose, helical and axisymmetric profiles are analyzed with simulative,
experimental and analytical methods. The investigations highlight geometrical, kinematical and
material-related aspects. The main factors with influence on screw geometry and hardness
increase in the component subsurface are investigated by means of the comparison between
simulative and experimental results. An intelligent workpiece carrier is applied to analyze the
part rotation. Based upon analytical observations, a calculation model for the prediction of the
rolling force curve over workpiece rotation is developed. This model supports predefining the
process input variables. Repeated measurements indicate that the geometrical design of the
machined preforms allows for individual strain and hence hardness distributions in the part
subsurface. Hardness can be doubled in the investigated corrosion resistant austenitic high
strength steels. Form deviations of the part and hardness increase are strongly dependent on
geometrical deviations of the preform. Knowledge of part rotation during rolling enables to
draw conclusions for tool design and rolling parameters. Based on the results it is suggested to
apply the rolling procedure to parts in environments which require high corrosion resistance
and moderate wear resistance.:1 Einleitung
2 Stand der Technik
3 Zielstellung der Arbeit
4 Beschaffenheit der Werkstücke und Werkzeuge
5 Modellbildung mit Hilfe der FEM
6 Versuchsvorbereitung und Eingangsgrößen
7 Vergleich der Verfahrenskenngrößen in Simulation und Experiment
8 Analytisches Modell zur qualitativen Vorhersage der Walzkraft
9 Bauteileigenschaften nach dem Walzen
10 Zusammenfassung und Ausblic
Turning Pages: An Annual Creative Writing Journal at Chemnitz University of Technology
No full textTURNING PAGES is an annual journal of bright voices from all over the world in creative and original writing in English in short fiction, creative nonfiction, poetry, and drama, as well as in drawings, art projects and many other related genres by students, academics, and writers. It is a production of the Chair of English Literatures at the English Department at Chemnitz University of Technology, Germany, and the first journal of its kind at the university.
TURNING PAGES can be read in both ways, literally and metaphorically, implying that we need to turn the pages, that we need to demonstrate that literature has something to say and that it can also be interventionist as it shows how we can use our own imagination for the better. Therefore, TURNING PAGES will make readers not only literally browse through a variety of texts and turn pages, but it also seeks to reflect situations, events, experiences, or emotions that turn the page for individuals, or groups of people.
The third issue of TURNING PAGES is about facing and overcoming personal struggles as well as the challenges of the present time by venturing out into public life again, after months of isolation and standstill. A range of contributions by professional and published authors such as Shanta Acharya, Ranu Uniyal, Andreas Gloge and Tobias Schlosser, but also a selection of pictures by photographers such as Natalie Bleyl and Martina Gloge enhances and complements the multifaceted textual and graphic pieces by students and first-time writers
Brücken bauen! Grundlagen des transdisziplinären Forschens zu Human-Cyber-Physical Systems am Beispiel der Modellierung von Expertenwissen zur Elastizität von Materialien mit versteh- und erklärbarer Künstlicher Intelligenz
No full textDer Artikel beschreibt ein Vorgehen für transdisziplinäre Forschungsteams, die auf Basis der integrativen Rahmenkonzeption „Mensch-Cyber-Technik-System“ (Human-Cyber-Physical System) gemeinsame Forschungsfragestellungen bearbeiten möchten. Es wird eine Systematik skizziert, die am Beispiel versteh- und erklärbarer Künstlicher Intelligenz für die ausgewählte Applikation der „Modellierung von menschlichem Expertenwissen über die Elastizität von Materialien“ schrittweise erläutert wird
Emotional Development, Training of Emotional Competence and Physical Diseases
No full textThis dissertation deals with the relationship between a person's emotional development and physical diseases. The term 'development' refers to development over the lifespan (Paper 1 and Paper 2) and to the development of competencies over training (Paper 3). Emotional development is operationalized in this dissertation via several emotional constructs: Early trauma (Paper 1), the tendency toward negative emotions and quality of emotions (Paper 2), and emotional competencies and their enhancement via training (Paper 3). Physical diseases are measured via self-report (slight deviation in Paper 1) and via the assessment of the impairment through various disease symptoms, which are comparable across all three papers (disease symptoms, Paper 1 (also objectively measured); physical complaints in adolescents, Paper 2; disease symptoms in young adults, Paper 3). Emotional processes within a person are fundamental in predicting physical disease. They are of value for future studies as well as for practice and should be further investigated and applied.:Summary 6
1 Basic Ideas About This Dissertation 10
1.1 Historical Outline: The Connection Between the Soul and the Body 10
1.2 Research Gaps and Aims of the Dissertation 13
1.3 Previous Theories and Models Explaining the Relationship Between Psyche and Diseases 16
2 Resulting Model: How Does the Emotional Development Influence Physical Diseases? 25
2.1 Resulting Model for the Underlying Dissertation 25
2.2 How Does (Early) Stress Affect the Body? 27
2.3 How Does Emotion Affect the Body? 29
2.4 How Does Emotional Competence Affect the Body? 30
2.5 Definition of Physical Diseases 32
3 The Role of (Early) Stress 38
3.1 What is Stress? 38
3.2 The Experience of Trauma in Childhood 39
3.3 Adverse Childhood Experiences and Diseases: The Need for Further Research 40
3.4 What are the Objectives of the First Paper? 40
3.5 First Part of Research Questions for the Underlying Dissertation 41
3.6 Paper 1: Adverse Childhood Experiences and Physical Diseases in Adulthood: A Summary of Meta-Analyses 42
3.7 Problems with the Trauma- and the Stress-Variable 67
4 The Role of Emotion (Paper 2) 68
4.1 What are Emotions? 68
4.2 Effects of Specific Emotions on Specific Diseases and Other Predictors in This Regard 69
4.3 What are the Objectives of the Second Paper? 70
4.4 Second Part of Research Questions for the Underlying Dissertation 71
4.5 Paper 2: Physical Health Complaints in Adolescents: Findings from the 2018 Brandenburg HBSC Study (Paper 2) 72
4.6 Difficulty in Measuring Emotions 93
5 The Role of Emotional Competence (Paper 3) 94
5.1 What are Emotional Competencies? 94
5.2 The Need for Paper 3 96
5.3 What are the Objectives of the Third Paper? 97
5.4 Third Part of Research Questions for the Underlying Dissertation 97
5.5 Paper 3: Effects of Emotional Competencies on Disease Symptoms 98
6 Conclusion 126
6.1 Comparison of the Studies 126
6.2 A Few Answers to the Opening Questions 131
6.3 Assumptions of Psychological Characteristics as Causal Factors 132
6.4 Explanation of the Connections Between the Emotion-System and the Body-System 133
7 Practical Implications 134
7.1 Relevance of the Findings for Parents and Caregiving Institutions 134
7.2 Relevance of the Findings for the Health Care System 138
7.3 Relevance of the Findings in the Light of Covid-19 141
8 Research Gaps and Outlook 142
9 References 146
Appendix 17