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Functional stability of syntrophic consortia involved in anaerobic contaminant degradation: Elucidating key and accessory microbes in a benzene-degrading community
No full textBenzene is the main contaminant of an aquifer in the area of a former hydrogenation plan near Zeitz, Saxony-Anhalt. In its anoxic zone, investigations revealed an indigenous microbial consortium degrading benzene under sulfate-reducing conditions. A member of this consortium belongs to the Epsilonproteobacteria but its specific role remained unclear so far. One aim of this thesis was to clarify its function. The population genome of this species was reconstructed from a metagenome dataset and allowed an insight into its genetic capabilities. It revealed a microbe with a versatile metabolism potentially adaptable to various environments. Another part of this thesis dealt with the impact on the community by changing the terminal electron acceptor from sulfate to nitrate. For a microbe, nitrate is a thermodynamically more favorable electron acceptor compared to sulfate and thus, has the potential to accelerate the remediation of the contaminant plume. Indeed, the capability of benzene degradation was preserved under nitrate-reducing conditions and resulted in an altered community composition more adapted to the new redox conditions. Analysis on single-cell level allowed the identification of the new key microbes responsible for the degradation of benzene
Osteopathie und Infertilität: Ein systematischer Literaturüberblick über den aktuellen Forschungsstand
No full textHintergrund: Infertilität ist ein Problem, von dem weltweit 15% aller Paare betroffen sind. Sie ist häufig auf verschiedene Faktoren wie Eileitererkrankungen, Gebärmutterkrankheiten oder hormonelles Ungleichgewicht zurückzuführen. Osteopathie ist ein ganzheitlicher Therapieansatz, der darauf abzielt, Funktionsstörungen im Körper als Ganzes zu behandeln, um somit die möglichen Ursachen der Unfruchtbarkeit direkt zu beeinflussen. Konventionelle medizinische Behandlungen wie Fruchtbarkeitsmedikamente, assistierte Reproduktionstechnologien und Operationen können potenzielle Nebenwirkungen mit sich bringen und häufig eine große finanzielle Belastung für die Paare darstellen.
Methodik: Die systematische Literaturübersicht konzentriert sich auf die Auswirkungen osteopathischer Interventionen bezüglich Infertilität bei Frauen. Er umfasst sowohl veröffentlichte als auch graue Literatur mit einem Veröffentlichungsdatum zwischen 2000 und 2023. Das interessierende Ergebnis ist die Schwangerschaft und/oder die Geburt eines Kindes.
Ergebnisse: Die Ergebnisse der Fallstudien deuten darauf hin, dass osteopathische Behandlungen für Frauen mit Infertilität von Nutzen sein können. Die Behandlungen zielten auf verschiedene Aspekte wie z.B. die Beweglichkeit der Beckenorgane und das Gleichgewicht des Hormonsystems ab, und es konnten hohe Schwangerschaftsraten beobachtet werden. Auch Verbesserungen des allgemeinen Gesundheitszustands, der Biomechanik sowie anderer Symptome wurden festgestellt. Obwohl die Studien vielversprechende Hinweise liefern, sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren und die zugrunde liegenden Mechanismen zu erforschen.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Osteopathie einen vielversprechenden Weg für Frauen mit Infertilität und damit eine kosteneffiziente und risikoarme Alternative zu teuren und potenziell riskanten Fruchtbarkeitsbehandlungen bieten könnte. Um das Potenzial der Osteopathie in der Reproduktionsmedizin weiter zu erforschen, müssen jedoch weitere, groß angelegte Studien durchgeführt werden.Background: Infertility is a problem that affects 15% of all couples worldwide. It is often due to various factors such as tubal disorders, uterine diseases or hormonal imbalance. Osteopathy is a holistic therapeutic approach that aims to treat dysfunctions in the body as a whole, thus directly influencing the possible causes of infertility. Conventional medical treatments such as fertility drugs, assisted reproductive technologies, and surgeries can carry potential side effects and often place a large financial burden on couples.
Methods: The systematic literature review focuses on the effects of osteopathic interventions regarding infertility in women. It includes both published and gray literature with a publication date between 2000 and 2023. The outcome of interest is pregnancy and/or child birth.
Results: The results of the case studies suggest that osteopathic treatments can be beneficial for women with infertility. Treatments targeted various aspects such as pelvic organ mobility and hormonal system balance, and high pregnancy rates were observed. Improvements in general health, biomechanics, and other symptoms were also noted. Although the studies provide promising evidence, further research is needed to validate these findings and explore the underlying mechanisms.
Conclusion: The results suggest that osteopathy may offer a promising avenue for women with infertility and thus a cost-effective and low-risk alternative to expensive and potentially risky fertility treatments. However, further large-scale studies are needed to further explore the potential of osteopathy in reproductive medicine
Entwicklung und Validierung eines laserscanner-basierten Messverfahrens zur Erfassung bewegter Rotorblätter
No full textWindenergieanlagen spielen eine entscheidende Rolle in der nachhaltigen Energiegewinnung. Die Zustandsüberwachung dieser Anlagen ist von großer Bedeutung, um ihre Effizienz und Langlebigkeit zu gewährleisten und unerwartete Ausfälle zu verhindern. Diese Überwachung ist jedoch aufwendig und kostenintensiv, weshalb innovative berührungslose und markierungsfreie Verfahren zur Unterstützung dieser Prozesse von großem Interesse sind.
Insbesondere die Torsion der Rotorblätter ist ein wesentlicher Faktor für die Beschreibung der Effizienz und der Zustandsbewertung der Anlagen. Die Messung der Torsion ermöglicht es, den aerodynamischen Wirkungsgrad zu maximieren und strukturelle Belastungen zu minimieren. Eine maximale Messabweichung von 1° relativ zum Anstellwinkel wird dabei als Ziel definiert, um präzise und verlässliche Ergebnisse zu gewährleisten.
Vor diesem Hintergrund wird ein Konzept entwickelt und umgesetzt, das die Torsion der Rotorblätter berührungslos und markierungsfrei erfassen kann. Zum Einsatz kommen mehrere Laserscanner sowie ein photogrammetrisches Messverfahren. Die Laserscanner werden im 1D-Modus genutzt, um Profildaten an verschiedenen Positionen entlang der Rotorblattlängsachse zu erfassen. Diese Daten sollen bei gleichem Rotationswinkel aufgezeichnet werden, um die Torsion in Abhängigkeit vom Anstellwinkel bestimmen zu können. Hierzu sind Soll-Daten der Geometrie des Rotorblattes erforderlich.
Um die Ausrichtung der Laserscanner zu vereinfachen und die Messgenauigkeit zu verbessern, wird das Konzept eines Systems zur Erfassung multipler hochaufgelöster 1D-Laserdistanzmessungen, dem sogenannten Fächersensor, entwickelt. Die Laserstrahlen des Fächersensors spannen eine Ebene auf. Das System wird als Demonstrator mit vier Distanzmessern umgesetzt. Um aus den gemessenen Distanzen 3D-Koordinaten berechnen zu können, wird das System um Kameras ergänzt und ein Ansatz zur Bestimmung der relativen Orientierungen der Distanzmesser und der eingesetzten Kameras entwickelt. Dazu werden photogrammetrisch 3D-Koordinaten der Laserflecken in verschiedenen Entfernungen ermittelt. Mit den entsprechend gemessenen Strecken können der Ursprung und die Ausrichtung der Distanzmesser bestimmt werden.
Zur Überprüfung der Eignung des Fächersensors zur Torsionsmessung wird ein Messobjekt realisiert. Das Messobjekt besteht aus vier Ebenen, sodass jeder Laserstrahl eine Ebene erfassen kann. Die Ebenen können um eine gemeinsame Achse gedreht werden, um eine Torsion zu simulieren. Das Messobjekt ermöglicht es, Referenzdaten (photogrammetrisch und über Neigungssensoren) zu erfassen, sodass eine Evaluierung des Systems erfolgen kann. Laborversuche werden durchgeführt, und als Ergebnis kann festgehalten werden, dass die Torsion mit einer Genauigkeit von 0,3° (1 σ) bestimmt werden kann.
Die Ergebnisse verdeutlichen das Potenzial des entwickelten Fächersensors für die präzise Torsionsmessung. Eine Weiterentwicklung des Fächersensors befindet sich derzeit in Arbeit
Wirkstoffunterstützte experimentelle Radionuklidtherapie dreidimensionaler Tumorzellsphäroide des HIF-2alpha-positiven metastasierten Phäochromozytoms mit Lutetium-177
No full textPhäochromozytome und Paragangliome (PCC/PGL) sind seltene neuroendokrine Tumore der Nebennierenrinde oder extraadrenaler Paraganglien. Ihr Metastasierungs-potential ist stark abhängig von der genetischen Prädisposition sowie der Ausbildung eines pseudohypoxischen Phänotyps. Bislang gibt es für metastasierende PCC/PGL keine Therapie, jedoch ist die Endoradionuklidtherapie mit [177Lu]Lu-DOTA-TATE unter Ausnutzung der in PCC/PGL erhöhten Somatostatin-Rezeptor-2 (SSTR-2)-Rezeptordichte eine potentielle Basis für ihre Behandlung. In dieser Arbeit sollte durch Anwendung eines Assays zur Quantifizierung morphologischer Effekte einer Bestrahlung der Einfluss des Hypoxie-induzierten Faktors 2α (HIF-2α) auf die Strahlenwirkung charakterisiert sowie durch Adressierung HIF-2α-regulierter Prozesse die experimentelle wirkstoffunterstützte Radionuklidtherapie untersucht werden.
Morphologische Effekte einer Bestrahlung auf dreidimensionale MPC-Sphäroide wurden als Kurzzeit-Wachstumsarrest und Langzeit-Sphäroidkontrolle definiert. Die Beschreibung von Bestrahlungseffekten anhand der Durchmesseränderung während des strahlen-induzierten Schrumpfens und darauffolgenden Re-Growth ermöglicht die zerstörungsfreie Quantifizierung der Strahlenwirkung. Dieser Assay wurde ausgehend von der externen Bestrahlung bei MPCwt-Sphäroiden etabliert und konnte erfolgreich auf die experimentelle Radionuklidtherapie sowie ein Substanzscreening angewandt werden. Die Kultivierung genetisch modifizierter MPC-Sphäroide sowie Einflüsse von Medienzusätzen und Sphäroidgröße wurden untersucht und optimiert. Der für die Untersuchung von Bestrahlungseffekten entwickelte Assay bietet eine präzise Basis für die translationale Erforschung weiterer Therapieansätze.
Eine erhöhte Stabilität und Signaltransduktion Hypoxie-induzierter Faktoren fördert Tumorwachstum, Malignität und Therapieresistenz in verschiedenen Tumorentitäten. PCC/PGL sind als vergleichsweise strahlenresistente Tumore bekannt. Die erhöhte HIF-2α-Aktivität als charakteristisches Merkmal pseudohypoxischer PCC/PGL steht im Verdacht zur Karzinogenese aber auch schnellem Tumorwachstum sowie erhöhter Invasivität von PCC/PGL beizutragen. Tatsächlich waren unabhängig von der Bestrahlungsart HIF-2α-positive MPC-Sphäroide strahlenresistenter als ihre Empty-Vector-Kontrolle. Es ergab sich die Notwendigkeit des Einsatzes einer signifikant höheren Bestrahlungsdosis, um einen Wachstumsarrest oder eine anhaltende Sphäroidkontrolle zu erzielen. Dabei war die Strahlenwirkung sehr stark abhängig von der Größe der Sphäroide zu Behandlungsbeginn.
Für beide Zelllinien war der radionuklidbasierte Therapieansatz die effektivere Bestrahlungsform und brauchte eine geringere Dosis, um vergleichbare Behandlungseffekte wie die Röntgenbestrahlung zu erzielen. Dies bekräftigt die Endoradionuklidtherapie als eine bei PCC/PGL der konventionellen Strahlentherapie vorzuziehende Therapieform.
Die experimentelle Radionuklidtherapie zeigte in einem Screening, dass die Strahlen-wirkung von Lutetium-177 durch Substanzen verstärkt werden kann, die HIF-2α-regulierte Prozesse adressieren. Besonders die Inhibition der Hexokinase-2 mit 3-Brompyruvat aber auch die SSTR-2-vermittelte Stickstoffmonoxidfreisetzung mit Furoxan-GA-TATE sowie die Inhibierung der DNA-Replikation und -Reparatur mit Dibromo-Diaminobenzen verbesserten den Behandlungserfolg einer Radionuklidbestrahlung. Viele der getesteten Substanzen zeigten keinen oder einen Strahlenwirkung abschwächenden Effekt. So sind Inhibitoren der HIF2α-HIF1β-Dimerisierung, des LAT-1 oder der Gluthationsynthese sowie der COX-2 keine geeigneten Kandidaten für die wirkstoffvermittelte Therapie pseudohypoxischer PCC/PGL.
Diese Arbeit vollzieht einen weiteren Schritt hin zur personalisierten Therapie metastasierter PCC/PGL. Sie liefert erste experimentelle Hinweise darauf, dass HIF-2α Triebkraft der Strahlenresistenz in MPC-Zellen und damit ein ideales Target für die Therapie von PCC/PGL ist. Ein vielversprechender therapeutischer Ansatz konnte in Form der simultanen Behandlung mit Lutetium-177 und einer fraktionierten Gabe subtoxischer Mengen 3-Brompyruvat gefunden werden. Ausgehend von den Beobachtungen in vitro. Er könnte Grundlage für die Entwicklung einer wirkstoffunterstützten Endoradionuklidtherapie sein.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS V
ABBILDUNGSVERZEICHNIS VII
TABELLENVERZEICHNIS XII
FORMELVERZEICHNIS XIV
1. ZUSAMMENFASSUNG 15
2. EINLEITUNG 17
2.1. PHÄOCHROMOZYTOME UND PARAGANGLIOME 17
2.1.1. KLINISCHES KRANKHEITSBILD 17
2.1.1.1. Inzidenz, Symptome und Metastasierungsprofil 17
2.1.1.2. Genetische Risikofaktoren 17
2.1.2. ROLLE HYPOXIE-INDUZIERTER FAKTOREN BEI DER ENTSTEHUNG UND ENTWICKLUNG VON PHÄOCHROMOZYTOMEN UND PARAGANGLIOMEN 18
2.1.2.1. Signaltransduktion Hypoxie-induzierter Faktoren 18
2.1.2.2. Wirkweise der Isoformen HIF-1α und HIF-2α 20
2.1.2.3. Schlüsselrolle der HIF-2α-Isoform beim pseudohypoxischen Phänotyp 21
2.1.3. KONVENTIONELLE THERAPIE VON PHÄOCHROMOZYTOMEN UND PARAGANGLIOMEN 22
2.1.3.1. Chirurgische Therapie 22
2.1.3.2. Chemotherapie 22
2.1.3.3. Konventionelle Strahlentherapie 23
2.2. SOMATOSTATIN-REZEPTOR-VERMITTELTE RADIONUKLIDTHERAPIE 23
2.2.1. ENDORADIONUKLIDTHERAPIE 23
2.2.1.1. Vorteile der Endoradionuklidtherapie gegenüber der konventionellen Strahlentherapie 23
2.2.1.2. Der Beta-Strahler Lutetium-177 als Therapienuklid 24
2.2.2. SOMATOSTATIN-REZEPTOREN IN PHÄOCHROMOZYTOMEN UND PARAGANGLIOMEN 25
2.2.2.1. Somatostatin-Rezeptor-Familie 25
2.2.2.2. Somatostatin-Analoga für die Radionuklidtherapie und -diagnostik 25
2.2.2.3. Endoradionuklidtherapie mit [177Lu]Lu-DOTA-TATE 27
2.3. WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTE RADIONUKLIDTHERAPIE 28
2.3.1. ENERGIE- UND NÄHRSTOFFVERSORGUNG 28
2.3.1.1. Target: Glykolyse 28
2.3.1.2. Target: Tumorzellmilieu 29
2.3.1.3. Target: Aminosäure-Transport 30
2.3.2. HYPOXIE UND REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES 31
2.3.2.1. Target: Oxygenierung 31
2.3.2.2. Target: Hypoxie-induzierte Faktoren 33
2.3.2.3. Target: Redox-Homöostase 34
2.3.2.4. Target: Inflammation 35
2.3.3. DNA-REPARATUR UND -REPLIKATION 37
2.4. PRÄKLINISCHE PHÄOCHROMOZYTOM- UND PARAGANGLIOM-TUMORMODELLE 40
2.5. ZIELSTELLUNG 43
3. MATERIAL UND METHODEN 46
3.1. METHODEN DER SPHÄROIDKULTUR 46
3.1.1. ZELLLINIEN UND ROUTINE-ZELLKULTUR 46
3.1.2. MIKROSKOPIE 46
3.1.3. TESTSUBSTANZEN 47
3.2. METHODEN DER BESTRAHLUNGSVERSUCHE 48
3.2.1. EXTERNE BESTRAHLUNG MIT RÖNTGENSTRAHLUNG 48
3.2.2. RADIONUKLIDBEHANDLUNG DURCH INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 48
3.2.3. ANALYSE DER EFFEKTE AUF DIE STRAHLENWIRKUNG 49
3.2.3.1. Kurzzeiteffekt 49
3.2.3.2. Langzeiteffekt 50
3.3. STATISTIK 51
4. ERGEBNISSE 52
4.1. ETABLIERUNG DES IN-VITRO-ASSAYS ZUR QUANTIFIZIERUNG MORPHOLOGISCHER VERÄNDERUNGEN BEI MPC-SPHÄROIDEN INFOLGE EXTERNER BESTRAHLUNG 52
4.2. CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES VON HIF-2Α AUF DIE MORPHOLOGISCHE REAKTION VON MPC-SPHÄROIDEN NACH EXTERNER BESTRAHLUNG 55
4.2.1. EINFLUSS VON HIF-2Α AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON EINZELDOSIS-RÖNTGEN-BESTRAHLUNG BEI MPC-SPHÄROIDEN 55
4.2.2. EINFLUSS VON G418 UND DMSO AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EXTERNER RÖNTGENBESTRAHLUNG BEI MPC-SPHÄROIDEN 58
4.3. CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES VON HIF-2Α AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON [177LU]LUCL3 60
4.3.1. NÄHERUNGSWEISE BERECHNUNG DER ABSORBIERTEN DOSIS BEI INKUBATION VON SPHÄROIDEN MIT [177LU]LUCL3 60
4.3.2. ÜBERPRÜFUNG DER DOSISEFFEKTE EINER INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 IN VITRO ANHAND VON MPCWT 61
4.3.3. EINFLUSS VON HIF-2Α AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EINER INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 BEI MPC-SPHÄROIDEN 63
4.3.4. EINFLUSS DES STARTDURCHMESSERS AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EINER INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 BEI MPC-SPHÄROIDEN 66
4.4. EINFLUSS AUSGEWÄHLTER SUBSTANZEN AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON [177LU]LUCL3 BEI MPC-SPHÄROIDEN 69
4.4.1. TARGET: ENERGIE- UND NÄHRSTOFFVERSORGUNG 70
4.4.1.1. 3-Brompyruvat 70
4.4.1.2. Lonidamin & Bindarit 75
4.4.1.3. LAT1-IN-1 76
4.4.2. TARGET: HYPOXIE UND REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES 76
4.4.2.1. Furoxan-TATE & Furoxan-GA-TATE 76
4.4.2.2. Nimorazol & PT2399 79
4.4.2.3. Celecoxib & NO-COXIBe 80
4.4.2.4. Buthioninsulfoximin 81
4.4.3. CISPLATIN & DIBROMO-DIAMINOBENZEN 82
4.4.4. IDENTIFIZIERUNG DER EFFEKTIVSTEN SUBSTANZ FÜR EINE WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTE RADIONUKLIDTHERAPIE 83
4.5. CHARAKTERISIERUNG DER EFFEKTE VON 3-BROMPYRUVAT AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON [177LU]LUCL3 IM LANGZEITVERSUCH 85
5. DISKUSSION 89
5.1. IN-VITRO-ASSAY ZUR CHARAKTERISIERUNG MORPHOLOGISCHER REAKTIONEN VON SPHÄROIDEN AUF BESTRAHLUNG 89
5.2. STRAHLENRESISTENZ HIF-2Α-POSITIVER MPC-SPHÄROIDE 93
5.3. WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTE RADIONUKLIDBEHANDLUNG BEI HIF-2Α-POSITIVEN MPC-SPHÄROIDEN 97
5.3.1. ANPASSUNG DES ASSAYS ZUR QUANTIFIZIERUNG MORPHOLOGISCHER EFFEKTE VON SPHÄROIDEN AUF EIN SUBSTANZSCREENING 97
5.3.2. EFFEKTE VON SUBSTANZEN AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EINER BEHANDLUNG MIT LUTETIUM-177 DURCH EINFLUSSNAHME AUF HIF-2Α-REGULIERTE PROZESSE 99
5.3.2.1. Target: Energie- und Nährstoffversorgung 99
5.3.2.2. Target: Hypoxie und reaktive Sauerstoffspezies 103
5.3.2.3. Target: DNA-Reparatur und -Replikation 111
5.3.3. 3-BROMPYRUVAT-UNTERSTÜTZTE LUTETIUM-177-BEHANDLUNG IN VITRO 113
5.4. SCHLUSSFOLGERUNG 117
5.5. AUSBLICK 118
5.5.1. WEITERENTWICKLUNG DES ASSAYS ZUR QUANTIFIZIERUNG MORPHOLOGISCHER EFFEKTE VON SPHÄROIDEN AUF EINE BESTRAHLUNG 118
5.5.2. WEITERFÜHRENDE PRÄKLINISCHE STUDIEN ZUR WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTEN RADIONUKLIDTHERAPIE PSEUDOHYPOXISCHER PCC/PGL 120
LITERATUR CXXIII
ANHÄNGE CXLI
DANKSAGUNG CLXI
PUBLIKATIONEN CLXII
BEITRÄGE WEITERER PERSONEN CLXIII
ERKLÄRUNG CLXI
Analyse der Anwendbarkeit allgemeiner Insolvenzfaktoren auf touristische Unternehmen: eine Fallstudie der Insolvenz der FTI Group
No full textDie Arbeit untersucht die Insolvenz der FTI Group und analysiert die zugrunde liegenden Faktoren, die zu diesem finanziellen Zusammenbruch geführt haben. Ziel ist es, spezifische Ursachen der FTI-Insolvenz zu identifizieren und allgemeine Insolvenzfaktoren auf die Tourismusbranche anzuwenden. Die Analyse erfolgt sowohl durch quantitative Berechnungen von Insolvenzmodellen als auch durch qualitative Experteninterviews. Es werden monetäre und nicht-monetäre Insolvenzfaktoren betrachtet, um deren Einfluss auf den Konkurs von FTI sowie deren Übertragbarkeit auf andere touristische Unternehmen zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass neben klassischen finanziellen Kennzahlen insbesondere branchenspezifische Risiken und Managemententscheidungen eine entscheidende Rolle spielen. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für Unternehmen der Tourismusbranche zur Risikominimierung und Insolvenzprävention abgeleitet:Abbildungsverzeichnis IV
Tabellenverzeichnis V
Abkürzungsverzeichnis VI
Gender-Disclaimer VII
1 Einleitung 1
2 Theoretischer Hintergrund 3
2.1 Grundlagen zu Insolvenz in Unternehmen 3
2.1.1 Insolvenzrechtliche Grundlagen und Verfahrensablauf 3
2.1.2 Insolvenzfaktoren 5
2.2 Besonderheiten im Tourismus 12
2.3 Die Insolvenz der FTI Group 15
2.3.1 Unternehmensvorstellung 15
2.3.2 Insolvenzverfahren 21
3 Fragestellung und Forschungsansatz 25
3.1 Herleitung der Forschungsfrage 25
3.2 Vorstellung des Forschungsansatzes 25
3.3 Fallstudie: Insolvenz der FTI Group 26
3.3.1 Berechnung der Insolvenzwahrscheinlichkeit der FTI Group 26
3.3.2 Insolvenzfaktoren der FTI Touristik GmbH 30
3.3.2 Experteninterviews zur Insolvenz der FTI Group 35
4 Ergebnisse 37
4.1 Ergebnisse aus der Berechnung der Insolvenzwahrscheinlichkeit 37
4.2 Ergebnisse der Experteninterviews 38
4.2.1 Insolvenzen im Tourismus und Besonderheiten der Branche 39
4.2.2 Insolvenz der FTI 47
5 Diskussion 61
5.1 Diskussion der Ergebnisse 61
5.1.1 Insolvenzfaktoren der FTI Group 61
5.1.2 Übertragbarkeit der Insolvenzfaktoren der FTI Group auf die
Tourismusbranche 68
5.2 Beantwortung der Forschungsfrage und Überprüfung von Thesen 71
5.3 Grenzen der Forschung und kritische Reflexion 74
5.4 Ausblick auf weiteren Forschungsbedarf 76
6 Zusammenfassung 78
7 Literaturverzeichnis 80
8 Promptverzeichnis 86
Anhang 8
Wegweiser für (werdende) Eltern
No full textDas Familienbegleitheft des Landkreises Zwickau enthält eine
komprimierte Zusammenfassung aller im Landkreis Zwickau vorhandenen Dienst- und Beratungsleistungen für die verschiedensten
Lebenssituationen Ihres Kindes/Ihrer Kinder, egal, ob Baby oder Jugendlicher, und natürlich für Sie als (werdende)
Eltern.
Die Themenvielfalt orientiert sich an den Meilensteinen der Entwicklung Ihrer Familie und beginnt beim Kinderwunsch, geht
über Schwangerschaft und Geburt sowie Kindertagesbetreuung weiter bis hin zum Schulleben und endet schließlich bei der
Berufsorientierung Ihrer Kinder. Zudem wird auch auf für Sie wesentliche Punkte wie Gesundheit, Geld und Familien- und
Freizeitangebote eingegangen
Characterization, Analysis, and Modeling of Dynamic Radio-Frequency Large-Signal Operating Limits, and Long-Term Reliability and Degradation of Silicon-Germanium Heterojunction Bipolar Transistors
No full textSilizium-Germanium-Heteroübergangs-Bipolartransistoren (SiGe HBTs) sind aufgrund ihrer Geschwindigkeit und Verstärkung ausgezeichnete Kandidaten für Hochfrequenzanwendungen (HF) mit hoher Leistungsdichte. Jedoch führt die Verbesserung der HF-Eigenschaften moderner SiGe HBTs zwangsläufig zu einer Verringerung der statischen Durchbruchspannungen. Daraus resultieren Bedenken hinsichtlich sicherer Betriebsgrenzen und langfristiger Zuverlässigkeit. In diesem Zusammenhang ist die mit offener Basisklemme gemessene Kollektor-Emitter-Durchbruchspannung BVCEO eine statische Kenngröße, die häufig von Halbleiterherstellern in Prozess-Design-Kits (PDKs) als obere Ausgangsspannungsgrenze angegeben wird. Diese Arbeit thematisiert die Grenzen des langfristigen dynamischen HF-Betriebs, sowie die Charakterisierung, Analyse und Modellierung der Degradation moderner SiGe HBTs.
Ein automatisierter Load-Pull-Aufbau ermöglicht die Durchführung dynamischer Stresstests unter variablen Lastbedingungen bei regelmäßiger Charakterisierung von DC- und Kleinsignal-Parametern. Langzeitbetrieb bei erhöhter HF-Ausgangsleistungsdichte belegt die zuverlässige Funktionsfähigkeit von SiGe HBTs weit über herkömmliche DC-Betriebsgrenzen hinaus. Zudem wird die Eignung des HBT-Kompaktmodells HICUM/L2 für die Erschließung erweiterter Betriebsbereiche von SiGe HBTs demonstriert. HF-Betriebsgrenzen werden untersucht. Die physikalische Ursache der Degradation, die bei HF-Betrieb über diese Grenzen hinaus resultiert, wird analysiert. Das Verständnis erweiterter HF-Betriebsgrenzen wird durch den Entwurf, die Charakterisierung und Belastungstests bipolarer HF-Leistungsverstärker genutzt und verifiziert.
Über den herkömmlichen Basisstrom-Anstieg hinausgehende Degradation von SiGe HBTs erwirkt einen Anstieg des Kollektorstroms. Diese ist nur im HF-Betrieb bei extrem erhöhter HF-Ausgangsleistungsdichte messbar. DC-Stresstests zeigen, dass diese Art der Degradation nicht durch erhöhte DC-Leistungsdichten bei unterschiedlichen Kollektorstromdichten verursacht wird. Auch wird sie nicht durch stark sperrgepolte pn-Übergänge bei niedrigen Stromdichten verursacht. Die durch HF-Stress verursachte Degradation wird anhand des Transfer-Sättigungsstroms analysiert und modelliert. Dies ermöglicht die Formulierung eines Modellierungsansatzes zur Abschätzung der Degradation während des HF-Betriebs. Numerische Simulationen legen nahe, dass der Kollektorstrom-Anstieg auf die Relaxation der kompressiven Gitterspannung in der Basis und deren Einfluss auf die effektiven Zustandsdichten zurückzuführen ist.
Es wird eine vergleichende HF-Zuverlässigkeitsstudie diskutiert, die eine moderne SiGe HBT-, InP HBT- und MOSFET-Technologie umfasst. Es wird insbesondere gezeigt, dass das BVCEO von SiGe HBTs, das niedriger ist als das von InP HBTs mit vergleichbaren HF-Eigenschaften, nicht zu einer verringerten HF-Zuverlässigkeit führt.:List of Symbols
1 Introduction
2 Si BJT and SiGe HBT reliability fundamentals
2.1 Literature overview
2.2 The physics of the reverse-biased p-n junction
2.2.1 Selected stress methodologies reported in the literature
2.2.2 Band-to-band tunneling current density in reverse-biased BE junction
2.2.3 Low-injection avalanche current density in reverse-biased BC junction
2.2.4 DC stress with strongly reverse-biased BC and BE junction
2.3 Shockley-Read-Hall recombination current density
2.4 Analytical load ellipse calculation
2.5 Ground-signal-ground layout and probes
3 RF reliability investigations with a passive load-pull setup
3.1 RF large-signal transistor characterization with load tuning
3.2 Load-pull setup: characterization and calibration
3.2.1 Setup description
3.2.2 Measurement reproducibility
3.2.3 Calculation and modeling of the load impedance
3.2.4 Power delivered to the load
3.2.5 Power calibration
3.3 SiGe HBT characterization in extended RF operating regions using load-pull
3.4 DC and RF stress test
4 Characterization of SiGe HBT degradation caused by RF operation
4.1 RF large-signal transistor characterization with load and source tuning
4.2 DC, small-signal and large-signal device characterization
4.3 RF stress test
5 Analysis and modeling of degradation physics for RF circuit design
5.1 DC stress tests at elevated static power densities
5.2 RF stress tests of SiGe HBTs with varying emitter widths
5.2.1 Long-term RF stress at maximum power-added efficiency
5.2.2 Long-term RF stress for degradation acceleration: die I
5.2.3 Long-term RF stress for degradation acceleration: die II
5.2.4 Measurement data analysis
5.3 Analysis of the cause of degradation resulting from RF stress
5.3.1 Analysis with HICUM/L2
5.3.2 Analytical modeling of degradation in dependence on RF output power density
5.3.3 Numerical device simulation aided phenomenological study
5.3.4 Investigation of the temperature effect on the transfer saturation current density before and after RF stress using measurements and TCAD
6 Frequency-dependent RF stress tests with terminated and open output
6.1 DC, small-signal and large-signal device characterization
6.2 RF stress tests of DUTs in GSG layout
6.2.1 RF stress test with terminated output
6.2.2 RF stress test with open output
6.2.3 Analysis, discussion and conclusion
6.3 RF stress tests of power amplifiers
6.3.1 Power amplifier basics
6.3.2 60-GHz single-stage power amplifier
6.3.2.1 Power amplifier characterization
6.3.2.2 RF stress test
6.3.3 90-GHz single-stage power amplifier
6.3.3.1 Power amplifier characterization
6.3.3.2 RF stress test
7 Comparative RF reliability study across transistor process technologies
7.1 Silicon-Germanium HBT process B11HFC (Infineon)
7.1.1 RF large-signal device characterization
7.1.2 RF stress tests
7.1.2.1 RF stress test: die I
7.1.2.2 RF stress test: die II
7.2 Indium-Phosphide HBT process TSC250 (Teledyne)
7.2.1 RF large-signal device characterization
7.2.2 RF stress tests
7.2.2.1 RF stress test: die I
7.2.2.2 RF stress test: die II
7.3 Fully depleted SOI MOSFET process 22FDX (Globalfoundries)
7.3.1 RF large-signal device characterization
7.3.2 DC and RF stress tests
7.3.2.1 DC and RF stress test: die I
7.3.2.2 DC stress test: die II
7.3.2.3 DC stress test: die III
7.3.2.4 DC and RF stress test: die IV
7.3.2.5 RF stress test: die V
7.3.2.6 Conclusion
8 Summary, conclusion and outlook
A Complementary experimental data
A.1 Complements to chapter 4
A.2 Complements to chapter 5
A.2.1 Measurements after RF stress at maximum power-added efficiency
A.2.2 Measurements after RF stress for different emitter geometries
A.2.3 Time-dependent degradation
A.2.4 Periodic capacitance measurements
A.3 Complements to chapter 6
A.4 Complements to chapter 7
A.4.1 B11HFC, time-dependent degradation
A.4.2 TSC250, RF stress tests
A.4.2.1 RF stress test: die I
A.4.2.2 RF stress test: die II
A.4.3 22FDX, measurements after DC stress
A.4.4 22FDX, measurements after RF stress
B Mathematics and semiconductor device physics
B.1 Tunneling current density
B.2 Shockley-Read-Hall recombination
B.3 Maxwell velocity distribution
B.4 Inverse Fourier transformation
B.5 Static collector current in large-signal dynamic operation
B.6 Principal axis theorem
B.7 Two-port parameter conversions
BibliographySilicon-Germanium (SiGe) heterojunction bipolar transistors (HBTs) are excellent candidates for radio frequency (RF) high power density applications due to their speed and drive capabilities. However, RF performance improvement of state-of-the-art high-speed SiGe HBTs inherently results in decreasing static breakdown voltages. This development raises concerns regarding safe operating limits and long-term reliability. In this context, the open-base collector-emitter breakdown voltage BVCEO is a static figure of merit often specified by foundries in process design kits (PDKs) as an upper output voltage limit. This thesis addresses the limits of long-term RF operation and the characterization, analysis, and modeling of SiGe HBT degradation.
An automated load-pull setup is used to run RF stress tests under varying load conditions, and to periodically characterize DC and admittance parameters. Long-term RF stress tests at elevated RF output power density, implying large RF voltage and current density swings, demonstrate the reliable operability of SiGe HBTs far beyond conventional DC operating limits. Furthermore, the industry standard HBT compact model HICUM/L2 is shown to be an excellent vehicle for the exploration of extended operating regions of SiGe HBTs. RF operating limits are investigated. The physical cause of device degradation resulting from RF operation beyond these limits is analyzed. The understanding of extended RF operating limits is used and verified by the design, characterization, and stress tests of single-stage RF bipolar power amplifiers.
SiGe HBT degradation, which goes beyond a conventional base current increase, causes an increase of the collector current. This type of degradation is measurable only in RF operation at extremely elevated RF output power density. DC stress tests reveal that similar degradation does not result from strongly reverse-biased p-n junctions at low current densities, or elevated DC power densities at varying collector current densities. Degradation caused by RF stress is analyzed and modeled by means of the transfer saturation current. This enables the proposal of a modeling approach for the estimation of SiGe HBT degradation during RF operation. Numerical device simulation suggests that the collector current increase can be attributed to relaxation of compressive lattice strain in the base and its impact on the effective densities of states.
A comparative RF reliability study comprising a state-of-the-art SiGe HBT, an InP HBT and MOSFET technology is discussed. It reveals in particular that the BVCEO of SiGe HBTs, which is lower than that of InP HBTs with similar RF performance, does not result in reduced RF reliability.:List of Symbols
1 Introduction
2 Si BJT and SiGe HBT reliability fundamentals
2.1 Literature overview
2.2 The physics of the reverse-biased p-n junction
2.2.1 Selected stress methodologies reported in the literature
2.2.2 Band-to-band tunneling current density in reverse-biased BE junction
2.2.3 Low-injection avalanche current density in reverse-biased BC junction
2.2.4 DC stress with strongly reverse-biased BC and BE junction
2.3 Shockley-Read-Hall recombination current density
2.4 Analytical load ellipse calculation
2.5 Ground-signal-ground layout and probes
3 RF reliability investigations with a passive load-pull setup
3.1 RF large-signal transistor characterization with load tuning
3.2 Load-pull setup: characterization and calibration
3.2.1 Setup description
3.2.2 Measurement reproducibility
3.2.3 Calculation and modeling of the load impedance
3.2.4 Power delivered to the load
3.2.5 Power calibration
3.3 SiGe HBT characterization in extended RF operating regions using load-pull
3.4 DC and RF stress test
4 Characterization of SiGe HBT degradation caused by RF operation
4.1 RF large-signal transistor characterization with load and source tuning
4.2 DC, small-signal and large-signal device characterization
4.3 RF stress test
5 Analysis and modeling of degradation physics for RF circuit design
5.1 DC stress tests at elevated static power densities
5.2 RF stress tests of SiGe HBTs with varying emitter widths
5.2.1 Long-term RF stress at maximum power-added efficiency
5.2.2 Long-term RF stress for degradation acceleration: die I
5.2.3 Long-term RF stress for degradation acceleration: die II
5.2.4 Measurement data analysis
5.3 Analysis of the cause of degradation resulting from RF stress
5.3.1 Analysis with HICUM/L2
5.3.2 Analytical modeling of degradation in dependence on RF output power density
5.3.3 Numerical device simulation aided phenomenological study
5.3.4 Investigation of the temperature effect on the transfer saturation current density before and after RF stress using measurements and TCAD
6 Frequency-dependent RF stress tests with terminated and open output
6.1 DC, small-signal and large-signal device characterization
6.2 RF stress tests of DUTs in GSG layout
6.2.1 RF stress test with terminated output
6.2.2 RF stress test with open output
6.2.3 Analysis, discussion and conclusion
6.3 RF stress tests of power amplifiers
6.3.1 Power amplifier basics
6.3.2 60-GHz single-stage power amplifier
6.3.2.1 Power amplifier characterization
6.3.2.2 RF stress test
6.3.3 90-GHz single-stage power amplifier
6.3.3.1 Power amplifier characterization
6.3.3.2 RF stress test
7 Comparative RF reliability study across transistor process technologies
7.1 Silicon-Germanium HBT process B11HFC (Infineon)
7.1.1 RF large-signal device characterization
7.1.2 RF stress tests
7.1.2.1 RF stress test: die I
7.1.2.2 RF stress test: die II
7.2 Indium-Phosphide HBT process TSC250 (Teledyne)
7.2.1 RF large-signal device characterization
7.2.2 RF stress tests
7.2.2.1 RF stress test: die I
7.2.2.2 RF stress test: die II
7.3 Fully depleted SOI MOSFET process 22FDX (Globalfoundries)
7.3.1 RF large-signal device characterization
7.3.2 DC and RF stress tests
7.3.2.1 DC and RF stress test: die I
7.3.2.2 DC stress test: die II
7.3.2.3 DC stress test: die III
7.3.2.4 DC and RF stress test: die IV
7.3.2.5 RF stress test: die V
7.3.2.6 Conclusion
8 Summary, conclusion and outlook
A Complementary experimental data
A.1 Complements to chapter 4
A.2 Complements to chapter 5
A.2.1 Measurements after RF stress at maximum power-added efficiency
A.2.2 Measurements after RF stress for different emitter geometries
A.2.3 Time-dependent degradation
A.2.4 Periodic capacitance measurements
A.3 Complements to chapter 6
A.4 Complements to chapter 7
A.4.1 B11HFC, time-dependent degradation
A.4.2 TSC250, RF stress tests
A.4.2.1 RF stress test: die I
A.4.2.2 RF stress test: die II
A.4.3 22FDX, measurements after DC stress
A.4.4 22FDX, measurements after RF stress
B Mathematics and semiconductor device physics
B.1 Tunneling current density
B.2 Shockley-Read-Hall recombination
B.3 Maxwell velocity distribution
B.4 Inverse Fourier transformation
B.5 Static collector current in large-signal dynamic operation
B.6 Principal axis theorem
B.7 Two-port parameter conversions
Bibliograph
The German Transmission Grid Expansion in longterm perspective – What is the impact of Renewable Integration?
No full textThe German power sector will face a profound change from conventional power generation to an energy system with a high share of intermittent renewable energy sources. The following analysis addresses the future transmission grid design for Germany in 2030 in a context of different renewable integration schemes. Therefore a DC load flow model is set-up, which deals with the trade-off between grid expansion and regional renewable integration. Two scenarios concerning different renewable feed-in design options are considered: curtailment of renewables only at negative prices in the height of their individual levelized costs of electricity, and curtailment at marginal costs (tending to zero). To cope with the large-scale network capacity expansion problem, Benders Decomposition and DC-load flow approximation are applied. The results show that the different renewable integration schemes have different effects on the AC grid expansions in contrast to High-Voltage-DirectCurrent (HVDC) connections
Grünes Gas für die Gaswirtschaft – Regionale Power-to-Gas-Potentiale aus Onshore-Windenergie in Deutschland
No full textPower-to-Gas gilt als vielversprechende Zukunftstechnologie. Neben der Bereitstellung von Flexibilität im Stromsystem stellt Power-to-Gas eine Alternative zur konventionellen Gasförderung dar und kann einen Beitrag zur Versorgungssicherheit, Importunabhängigkeit und Defossilisierung des Energiesystems leisten. Während Energiesystemanalysen zur Bestimmung des Bedarfs an Power-to-Gas die Forschungslandschaft dominieren, stellt eine bundesweite räumliche Potentialanalyse für Deutschland eine Forschungslücke dar, obwohl Standortfaktoren, wie die Nähe zu einer (möglichst erneuerbaren) Stromquelle oder zu einer Absatzinfrastruktur, die Wirtschaftlichkeit von Power-to-Gas wesentlich beeinflussen. Zunächst werden anhand von Potentialflächen zur Windenergienutzung aktuelle und potentielle Windenenergieanlagen-Standorte lokalisiert. Anschließend wird das technische Potential an Power-to-Gas-Anlagen ermittelt sowie Standorte für Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland ausgewiesen. Darauf aufbauend werden unter Einbezug von regulatorischen, gesetzlichen und ökonomischen Faktoren standortspezifische, durchschnittliche Gasgestehungskosten errechnet, welche als Anhaltspunkt für das ökonomische Potential von Power-to-Gas dienen. Es zeigt sich, dass die gegenwärtig hohen Letztverbraucherabgaben eine wirtschaftliche Umwandlung von Überschussstrom in erneuerbares Gas bei Einspeisung in das Gasnetz verhindern. Die Erzeugung von regenerativem Gas aus für diesen Zweck installierten Windenergieanlagen ist kostengünstiger und hat das Potential, unter optimistischen Rahmenbedingungen und unter Vernachlässigung von konkurrierenden Nutzungspfaden mehr als den deutschen Gasbedarf zu decken. Unter Vernachlässigung einer Gasflussberechnung übersteigt das berechnete Power-to-Gas Erzeugungspotential für H2 bzw. CH4 die derzeitig Einspeisekapazitäten des deutschen Fernleitungsnetzes. Bei einer detaillierteren Modellierung der Gasflüsse ist zu erwarten, dass technische Restriktionen die Einspeisung insbesondere von H2 noch weiter beschränken.Power-to-gas is considered as a promising future technology. It can provide flexibility in the power system and contribute to stabilize and defossilise the energy system. In the research landscape energy system analyses are predominantly used to determine the potential of power-to-gas. Although location factors, e.g. the distance to power sources or sales infrastructures, significantly affect the profitability of power-to-gas plants, a spatial potential analysis for whole Germany is still a research gap. First, current and future wind turbine sites are located with use of wind energy potential areas. Technical potentials and locations for power-to-gas plants converting wind power are derived taking gas network access points into account. Average site-specific gas production costs are calculated to evaluate the economic potential having regard to regulatory, legal and economic factors. It becomes apparent that final consumer levies prevent an economic conversion and integration of surplus electricity. The production of renewable gas from installed wind turbines is less expensive and could provide more than the German gas demand, considering optimistic conditions and neglecting competitive usage of wind energy. Without calculating gas flows, the potential for power-to-gas exceeds the feed-in limits for H2 and CH4 in the German gas transmission system. In consideration of a detailed gas flow calculation model it can be expected that technical restrictions will limit the injection in particular of H2 even more
Defossilisation of the industrial sector - A techno-economic bottom-up approach to determining CO2 abatement costs
No full textThis paper presents an approach to determining carbon dioxide (CO2) abatement cost curves for industries based on techno-economic data and input-output analyses of conventional and low-carbon industrial production systems. Therefore, it outlines the determination of the fabrication costs and CO2 intensities of products by means of the example goods primary steel, methanol, and ammonia. By bringing together future marginal abatement costs of CO2 emissions from several industries, comparing the differences in specific production costs and CO2 intensities of the conventional means of production and the low-carbon alternative, a marginal abatement cost curve can be constructed to derive potential transformation paths for the industrial sector and facilitate the adoption of low-carbon technologies. Moreover, marginal abatement cost curves constitute a tool to derive future CO2 prices in a cap-and-trade system on the basis of fundamental data. The results show that even when incorporating learning curves of low-carbon technologies, none of the low-carbon production systems examined is likely to become cost-competitive with the conventional means without considering a CO2 price. Moreover, the results suggest that, regardless of the scenario and year under investigation, the abatement costs of ammonia production are the lowest among the goods considered, and methanol entails the highest abatement costs of CO2 emissions, while the abatement costs of primary steel are between those of ammonia and methanol. The method presented can be expanded to the industrial production of other goods. Further research could derive a merit order curve for the industrial sector to propose defossilisation paths under a diminishing sectoral CO2 budget over time