Digitales Repositorium der BTU Cottbus – Senftenberg
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Tension of balancing family and career : returning to work after parental leave as a challenging situation for parents working in healthcare ; a scoping review
No full textPflegende machen als Berufsgruppe etwa 59 % des Gesundheitswesens aus und sind daher für die Gesundheitsversorgung unverzichtbar. Jedoch wird der bestehende Mangel an Pflegenden durch den Berufsausstieg aufgrund von Elternzeit weiter verschärft, da viele nicht in den Beruf zurückkehren. Physische und psychische Belastungen sowie der Bedarf an flexibler Kinderbetreuung stellen erhebliche Hürden für die Berufsrückkehr dar. Um die Rückkehr im Hinblick auf Vereinbarkeit, Familie und Beruf zu ermöglichen, müssen konkrete Unterstützungsangebote zur Verfügung stehen. Bislang gibt es international keine Übersichtsarbeiten, die sich konkret den Unterstützungsangeboten in dieser Lebenslage widmen. Das Scoping Review zielt darauf ab, die herausfordernde Situation der Berufsrückkehr Pflegender in die Akutpflege aus der Elternzeit zu beleuchten und Unterstützungsangebote zu identifizieren, welche die Vereinbarkeit von Familie und Beruf bei der Berufstätigkeit ermöglichen. Im Mai 2024 erfolgte eine systematische Literaturrecherche in vier Datenbanken und eine ergänzende Recherche in Google Scholar, dem Bibliothekskatalog der Brandenburgischen Technischen Universität und Referenzlisten der Publikationen. Von insgesamt 49 Publikationen schloss die Autorin, mittels Screening-Verfahren und zuvor festgelegter Ein- und Ausschlusskriterien sowie Limits, neun Publikationen ein. Eine Bewertung der methodischen Qualität erfolgte nicht. Die Ergebnisse wurden zur Wahrung der Objektivität zusätzlich von einer Expertin kritisch bewertet. Durch die Ergebnisanalyse wurden fünf Hauptkomponenten identifiziert: individuelle Arbeitszeitmodelle und verlässlicher Dienstplan, Kontakthaltemaßnahmen zwischen Unternehmen und Berufsrückkehrer*innen, Rückkehrprogramme mit Fort- und Weiterbildungen, die Absicherung der Kinderbetreuung und interne soziale sowie externe Netzwerke. Das Scoping Review gibt eine erste Übersicht über Unterstützungsangebote für Pflegende im Zuge der Vereinbarkeit von Familie und Beruf und der Berufsrückkehr in die Akutpflege nach der Elternzeit. Pflegenden stehen Unterstützungsangebote zur Verfügung, die auf Politik- und Unternehmensebene individuell angewandt und weiter ausgebaut werden müssen. Eine transparente Kommunikation der Angebote wird als Grundbaustein für den Berufsverbleib von Pflegenden gesehen. Zukünftige Forschung muss international agieren und emotionale Belastungen vertiefend untersuchen, um weitere adaptierte Unterstützungsangebote zu identifizieren.Nurses constitute approximately 59% of the healthcare workforce, making them indispensable to healthcare provision. However, the existing shortage of nursing staff is further exacerbated by their departure from the profession due to parental leave, as many do not return to their jobs. Both physical and psychological strains, as well as the need for flexible childcare, present significant barriers to re-entering the profession. To facilitate a return to work in terms of balancing family and career, targeted support measures must be made available. To date, there are no international reviews that specifically address support measures in this life situation. This scoping review aims to shed light on the challenging situation of nurses returning to acute care after parental leave and to identify support measures that facilitate the balance between family and professional life in the context of employment. In May 2024, a systematic literature search was conducted across four databases, expanded by a search in Google Scholar, the library catalogue of Brandenburg University of Technology, and the reference lists of relevant publications. Out of a total of 49 publications, the author included nine publications through a screening process based on predetermined inclusion and exclusion criteria, as well as limits. No assessment of methodological quality was conducted. To ensure objectivity, the results were additionally reviewed critically by an expert. The analysis identified five key components: individualized work schedule models and reliable shift planning, contact maintenance measures between employers and returning employees, return-to-work programs with training and continuing education, securing childcare arrangements and internal social as well as external networks. This scoping review provides an initial overview of support measures for nurses in balancing family and professional life and returning to acute care after parental leave. Available support measures need to be applied individually and further developed at both policy and organizational levels. Transparent communication of these measures is regarded as a fundamental component for retaining nurses in the profession. Future research should operate on an international scale and delve deeper into emotional burdens to identify additional tailored support measures
Generalisierte Methode für einen effizienten Entwurf von aktiven hybriden Konstruktionen : im Spannungsfeld zwischen Steifigkeit und Nachgiebigkeit
No full textIn structural engineering, active structures that combine the principles of lightweight construction with flexible component behavior are increasingly being realized. Within this approach, the lightweight design offers material-efficient structures which, due to their reduced mass, provide a good basis for an energy-efficient actuation. In addition, the use of flexible component behavior provides the possibility to keep the number of required actuators as low as possible, while maintaining a high degree of adaptability. Therefore, the resulting active hybrid structures represent a promising approach with respect to the development of sustainable active structures in our built environment. Due to a larger number of relevant objectives, this new kind of structures requires a higher design effort compared to classical structures from the field of structural engineering. This dissertation aims to contribute to a more efficient and generalized design process for active hybrid structures. In order to achieve this goal, several strategies have been investigated. First of all, useful target criteria related to the mentioned relevant areas are derived. These should enable a more target-oriented design and provide a basis for formulating appropriate target weighting, allowing the development of ideal compromise solutions that combine structural stiffness, bending elastic transformation behavior and an efficient actuation concept. In addition, a variety of approaches have been investigated to improve the design process of active hybrid structures in a broad stress field between stiffness and compliance. These mainly include the aspects of structure generation, analyses for an optimal load transfer as well as the determination of an associated optimal actuation concept. In the context of this thesis, different subroutines are investigated for the mentioned partial steps of an overall hierarchical method which were implemented in a software application. Some variations of this generalized method were applied to diverse structural case studies of cantilevered systems with different degrees of structural stiffness. Three of these examples, representing segments of roof structures that differ in terms of their bending elastic transformation behavior, were analyzed in more detail in this thesis. These analysis results were verified on real active hybrid prototypes.Im konstruktiven Ingenieurbau werden zunehmend aktive Strukturen realisiert, die die Prinzipien des Leichtbaus mit flexiblem Bauteilverhalten vereinen. Bei diesem Ansatz ermöglicht der Leichtbau materialeffiziente Strukturen, die aufgrund ihrer reduzierten Masse eine gute Basis für eine energieeffiziente Aktuierung darstellen. Darüber hinaus bietet der Einsatz von nachgiebigem Bauteilverhalten die Möglichkeit, die Anzahl der benötigten Aktuatoren so gering wie möglich zu halten und gleichzeitig ein hohes Maß an Adaptivität zu erreichen. Aktive hybride Konstruktionen stellen daher einen vielversprechenden Ansatz für die Entwicklung nachhaltiger aktiver Strukturen in unserer gebauten Umwelt dar. Durch die größere Anzahl relevanter Zielkriterien erfordern diese neuartigen Strukturen jedoch einen höheren Planungsaufwand im Vergleich zu klassischen Konstruktionen des konstruktiven Ingenieurbaus. Diese Dissertation soll einen Beitrag zu einem effizienteren und generalisierten Entwurfsprozess für aktive hybride Konstruktionen leisten. Um dieses Ziel zu erreichen, werden mehrere Strategien verfolgt. Zunächst werden Zielkriterien aus den oben genannten relevanten Bereichen abgeleitet. Diese sollen einen zielgerichteteren Entwurf ermöglichen und eine Grundlage für die Formulierung einer angemessenen Gewichtung von Zielkriterien schaffen, die die Entwicklung idealer Kompromisslösungen ermöglicht. Darüber hinaus wurde eine Vielzahl von Ansätzen untersucht, um den Entwurfsprozess von aktiven hybriden
Konstruktionen in einem breiten Spannungsfeld zwischen Steifigkeit und Nachgiebigkeit zu verbessern. Diese umfassen vor allem die Aspekte der Strukturgenerierung, Analysen eines optimalen Lastabtrags sowie die Ermittlung eines zugehörigen optimalen Aktuierungskonzepts.
Im Rahmen dieser Arbeit werden für die genannten Teilschritte einer hierarchischen Gesamtmethode verschiedene Algorithmen untersucht, die für die Entwicklung einer Plugin Software implementiert werden, um so einen Beitrag zur Anwendbarkeit der Methode zu leisten. Einige Variationen dieser generalisierten Methode werden auf verschiedene Fallstudien von auskragenden Strukturen mit unterschiedlichen Steifigkeitsgraden angewandt. Drei dieser Beispiele, die Segmente von Dachkonstruktionen darstellen, die sich hinsichtlich ihres biegeelastischen Transformationsverhaltens unterscheiden, wurden in dieser Arbeit genauer analysiert. Diese Ergebnisse wurden an realen aktiven hybriden Prototypen verifiziert
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,19 (12.06.2025)
No full textFachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Lehramt Primarstufe Deutsch-Kunst (B.Ed.) vom 12. Juni 202
Evaluation of eutectic mixtures for use as PCM : development and application of a thermographic high-throughput method
No full textEnergie kommt in vielfältigen Formen vor und kann zu den bedeutendsten Resssourcen gezählt werden. Großes Interesse besteht an thermischer Energie, wie sie bei Verbrennungsprozessen fossiler Rohstoffe oder als ungenutztes Nebenprodukt in der Industrie entsteht. Die so erzeugte Wärme wird u.a. weiter in elektrische Energie umgewandelt.
Die Gewinnung und die Weiterverarbeitung fossiler Energiequellen ist endlich und deren Abbau wird durch permanent größeren Aufwand immer teurer. Erneuerbare Energiequellen sind größtenteils überall verfügbar und deren Kosten langfristig kalkulierbar. Eine Möglichkeit der Speicherung, bei einem temporären Überangebot, kann in Form von latenter Wärme erfolgen. Mit Latenwärmespeichermaterialien wird thermische Energie reversibel gespeichert und es wird angestrebt, diese annähernd verlustfrei wiederzugewinnen. Die Speicherung erfolgt dabei durch einen Phasenwechsel, oftmals von fest zu flüssig. Während dieses Vorgangs ändert sich die sensible Wärme des Materials nicht. Kommerziell werden zurzeit vorwiegend Paraffine und Fettsäuren eingesetzt, aber auch anorganische Materialien werden immer häufiger verwendet.
Im Rahmen der Arbeit wurde mittels eines Hochdurchsatz-Screenings auf Grundlage der Infrarot-Thermografie das Schmelz- und Kristallisationsverhalten von Latentwärmespeichermaterialien untersucht. Anhand der erhaltenen Daten konnten Phasendiagramme erstellt und hinsichtlich der Lage eines Eutektikums ausgewertet werden, um eine weitere Bestimmung nur weniger Zusammensetzungen mittels dynamischer Differenzkalorimetrie vornehmen zu können. Für diese Untersuchungen musste ein geeigneter Versuchsaufbau geplant, konstruiert und gebaut werden. In diesem werden die Proben einem kontrollierten Temperaturprogramm unterworfen und deren Verhalten mit einer mittig über der Probenmatrix befindlichen Infrarot-Kamera detektiert. Der Messraum wurde hierfür verschlossen, um die Effekte von äußeren Einflüssen minimieren zu können.
Es wurden unterschiedliche Substanzklassen und Systeme untersucht: Fettsäuren, Salz-Wasser-Systeme und Salzhydrate. Anhand der ermittelten Daten konnten binäre Phasendiagramme und die Lage des Eutektikums bestimmt und diese Daten zur genaueren Ermittlung mittels DSC genutzt werden. Anhand von Zyklenmessungen ist es möglich eine Aussage zur Dauerstabilität zu treffen. Die untersuchten Systeme zeigen dabei ein unterschiedliches Verhalten. Während die Fettsäuren ein stabiles Verhalten aufwiesen, war bei den anorganischen Systemen eine deutliche Instabilität erkennbar. Sowohl Salz-Wasser-Systeme als auch Salzhydratschmelzen können als wässrige Lösungen angesehen werden und neigen zum Verlust von Wasser und unterliegen daher einer Zersetzungsreaktion. Die Ergebnisse zeigen, dass das chemische Verhalten der Substanzen einen entscheidenden Einfluss auf die Messungen und deren möglichen Einsatz hat. Die bisherigen Erkenntnisse sind eine gute Grundlage für weitergehende Forschung und Optimierung.Energy comes in many forms and can be counted among the most important resources. There is great interest in thermal energy, which is generated during the combustion of fossil fuels or as an unused by-product in industry. The heat generated in this way is further converted into electrical energy, among other things.
The extraction and further processing of fossil energy sources is finite and their extraction is becoming increasingly expensive due to the ever-increasing costs involved. Renewable energy sources are largely available everywhere and their costs can be calculated in the long term. One way of storing energy in the event of a temporary oversupply is in the form of latent heat. With latent heat storage materials, thermal energy is stored reversibly and the aim is to recover it with virtually no loss. Storage takes place through a phase change, often from solid to liquid. During this process, the sensible heat of the material does not change. At present, kerosenes and fatty acids are mainly used commercially, but inorganic materials are also being used more and more frequently.
As part of the work, the melting and crystallization behaviour of latent heat storage materials was investigated using high-throughput screening based on infrared thermography. Based on the data obtained, phase diagrams could be created and evaluated with regard to the position of a eutectic in order to be able to further determine only a few compositions by means of dynamic differential calorimetry. A suitable experimental setup had to be planned, designed and built for these investigations. In this, the samples are subjected to a controlled temperature program and their behaviour is detected with an infrared camera located centrally above the sample matrix. The measuring room was closed for this purpose in order to minimize the effects of external influences.
Different substance classes and systems were examined: Fatty acids, salt-water systems and salt hydrates. Based on the data obtained, binary phase diagrams and the position of the eutectic could be determined and these data used for more precise determination using DSC. Based on cycle measurements, it is possible to make a statement on the long-term stability. The investigated systems show different behavior. While the fatty acids exhibited stable behavior, the inorganic systems showed clear instability. Both salt-water systems and salt hydrate melts can be regarded as aqueous solutions and tend to lose water and are therefore subject to a decomposition reaction. The results show that the chemical behavior of the substances has a decisive influence on the measurements and their possible use. The findings to date provide a good basis for further research and optimization
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,24 (12.06.2025)
No full textFachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Lehramt Primarstufe Mathematik-Sport (B.Ed.) vom 12. Juni 202
Formation of spatial vegetation patterns in heterogeneous environments
Get PDFFunctioning of many resource-limited ecosystems is facilitated through spatial patterns. Patterns can indicate ecosystems productivity and resilience, but the interpretation of a pattern requires good understanding of its structure and underlying biophysical processes. Regular patterns are understood to form autogenously through self-organization, for which exogenous heterogeneities are negligible. This has been corroborated by reaction-diffusion models which generate highly regular patterns in idealized homogeneous environments. However, such model-generated patterns are considerably more regular than natural patterns, which indicates that the concept of autogenous pattern formation is incomplete. Models can generate patterns which appear more natural when they incorporate exogenous random spatial heterogeneities (noise), such as microtopography or spatially varying soil properties. However, the mechanism through which noise influences the pattern formation has not been explained so far. Recalling that irregular patterns can form through stochastic processes, we propose that regular patterns can form through stochastic processes as well, where spatial noise is filtered through scale-dependent biophysical feedbacks. First, we demonstrate that the pattern formation in nonlinear reaction-diffusion models is highly sensitive to noise. We then propose simple stochastic processes which can explain why and how random exogenous heterogeneity influences the formation of regular and irregular patterns. Finally, we derive linear filters which reproduce the spatial structure and visual appearance of natural patterns well. Our work contributes to a more holistic understanding of spatial pattern formation in self-organizing ecosystems
Die Auswirkungen von aufsichtsrechtlichen Vorschriften, Digitalisierung und ESG auf die Leistungsfähigkeit der Geschäftsmodelle von Banken in Europa
No full textBanks’ business models and performance are heavily influenced by the trends of prudential regulation, digitalisation and Environmental, Social and Governance (ESG) factors. The aim of this research is to analyse how and to what extent these three major trends in the banking industry influence the performance of the business models of European banks. The main research question is whether these trends improve or deteriorate the performance of banks’ business models. The research question is divided into three sub-research questions, each focusing on one of the major trends and its impact on banks’ business models. The methodology of this research is based on the cumulative approach, which consists of presenting a set of five papers that have been published in reputable journals in the field of banking and finance. Each paper focuses on a specific aspect of the research question. As trends in the banking industry are not a measurable variable, they are defined for the purpose of answering the research question as constructs that can be made measurable using the variable risk-weighted assets. Each of the used papers cover a separate problem for the banking industry. The first paper analyses regulatory changes in the wake of the COVID pandemic. The second paper covers the impact of the output floor on the performance of banks’ business models. The third paper shows how ESG Ratings and additional capital requirements influence the performance of banks’ business models. The fourth paper covers the impact of AI in modelling credit risks, and finally, the impact of the EU implementation of Basel IV used. The research results of each paper are used to measure the change in the RWA. In the second step, the change of RWA is used as the independent variable that changes the business model performance. The analysed trends significantly influence the performance of business models but depends on the respective trend and individual case.
This research offers a novel viewpoint in the banking literature and a valuable source for both practitioners and academic research. As the banking sector undergoes constant transformation, the insights obtained here emphasise the importance of adeptly managing the interplay of these trends to optimise business model performance. Other researchers can leverage this work as a catalyst for further research into the dynamic interplay between prudential regulation, digitalisation, ESG considerations and bank business model performance. Additionally, the linear association detected between these constructs and bank business model performance as measured by RAROC creates possibilities for quantitative research. This research stimulates further scholarly inquiry on this topic by highlighting the significance of these trends in determining the banking sector’s future.Die Geschäftsmodelle und die Profitabilität der Banken werden stark von den Trends der Bankenregulierung, der Digitalisierung und der Umwelt-, Sozial- und Governance-Faktoren (ESG) beeinflusst. Ziel dieser Arbeit ist es, zu analysieren, wie und in welchem Ausmaß diese drei großen Trends im Bankensektor die Profitabilität der Geschäftsmodelle europäischer Banken beeinflussen. Die Hauptforschungsfrage lautet, ob diese Trends die Profitabilität der Geschäftsmodelle von Banken verbessern oder verschlechtern. Die Forschungsfrage ist in drei Unterforschungsfragen unterteilt, die sich jeweils auf einen der Haupttrends und seine Auswirkungen auf die Geschäftsmodelle und der Profitabilität der Banken konzentrieren. Die Methodik dieser Arbeit basiert auf dem kumulativen Ansatz, der darin besteht, fünf Aufsätze zu nutzen, die in angesehenen Fachzeitschriften im Bereich Banken und Finanzen veröffentlicht wurden. Jeder Aufsatz konzentriert sich auf einen bestimmten Aspekt der Forschungsfrage. Da Trends im Bankensektor keine messbare Variable sind, wurden sie zum Zweck der Beantwortung der Forschungsfrage als Konstrukte definiert, die mit Hilfe der Variable risikogewichtete Aktiva messbar gemacht werden können. Jeder der verwendeten Aufsätze behandelt ein separates Problem für den Bankensektor. Das erste Papier analysiert die regulatorischen Änderungen im Zuge der COVID-Pandemie. Der zweite Aufsatz befasst sich mit den Auswirkungen des Basel IV Output Floors auf die Performance der Geschäftsmodelle der Banken. Der dritte Aufsatz zeigt, wie ESG-Ratings und zusätzliche Kapitalanforderungen die Profitabilität der Geschäftsmodelle von Banken beeinflussen. Der vierte Aufsatz befasst sich mit den Auswirkungen von KI bei der Modellierung von Kreditrisiken, und schließlich werden die Auswirkungen der EU-Umsetzung von Basel IV in Aufsatz fünf untersucht. Die Forschungsergebnisse der einzelnen Papiere werden verwendet, um die Veränderung der RWA zu messen. Im zweiten Schritt wird die Veränderung der RWA als unabhängige Variable verwendet, die die Profitabilität des Geschäftsmodells verändert. Im Ergebnis haben die analysierten Trends einen erheblichen Einfluss auf die Performance von Geschäftsmodellen, hängen aber von dem jeweiligen Trend und dem Einzelfall ab.
Diese Arbeit bietet eine neue Sichtweise in der Bankenliteratur und ist eine wertvolle Quelle sowohl für Praktiker als auch für die akademische Forschung. Da der Bankensektor einem ständigen Wandel unterliegt, unterstreichen die hier gewonnenen Erkenntnisse, wie wichtig es ist, das Zusammenspiel dieser Trends geschickt zu managen, um die Profitabilität des Geschäftsmodells zu optimieren. Andere Forscher können diese Arbeit als Katalysator für die weitere Erforschung des dynamischen Zusammenspiels zwischen aufsichtsrechtlicher Regulierung, Digitalisierung, ESG-Faktoren und der Performance von Bankgeschäftsmodellen nutzen. Darüber hinaus schafft der festgestellte lineare Zusammenhang zwischen diesen Trends und der gemessenen Performance des Geschäftsmodells von Banken Möglichkeiten für die weitere quantitative Forschung. Diese Arbeit regt weitere wissenschaftliche Untersuchungen zu diesem Thema an, indem sie die Bedeutung dieser Trends bei der Bestimmung der Zukunft des Bankensektors hervorhebt
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,32 (01.10.2025)
No full textNeufassung der fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Pflegewissenschaft (B.Sc.) vom 01. Oktober 202
Ökonomische Analyse des Managements invasiver gebietsfremder Arten : eine Fallstudie zu in Deutschland
No full textInvasive alien species (IAS) are major drivers of biodiversity loss and impose rising economic costs. Global trade and climate change facilitate their spread and establishment, threatening agriculture, forestry, and fisheries. Despite recognition of these risks, economic consequences are often underestimated, delaying effective responses. IAS management requires balancing ecological, economic, and social considerations.
This study addresses two objectives: (1) to quantify the economic costs of invasive alien species under current and projected climate scenarios, and (2) to evaluate public preferences for IAS management, focusing on the trade-offs between chemical and biological control strategies through a case study of the brown marmorated stink bug (Halyomorpha halys) invasion in German apple orchards.
To address the first objective, the study combined a logistic spread model based on climate suitability projections for 2022–2050 with an economic model to estimate invasion costs under four management scenarios: no control, chemical control, biological control, and integrated pest management (IPM). Results show that even early infestations can cause significant economic losses if unmanaged. By 2050, as more areas become suitable for pest establishment, invasion costs rise sharply, demonstrating that delayed intervention greatly increases both damages and resources needed to control the invasion.
For the second objective, a discrete choice experiment was employed to understand the public preference for managing IAS using no control, chemical control, and biological control. Respondents strongly favored biological control, even with risks of invasiveness, and rejected no control as an option. Willingness to pay reached €2.32/kg for biological control, while chemical control received moderate support, mainly due to production concerns. Socio-demographic factors such as age, gender, education, income, political orientation, ecological involvement, and risk-taking shaped preferences. Political orientation proved significant: conservative and liberal respondents leaned toward chemical control, while ecologically oriented individuals preferred no intervention. Information framing also mattered: generalized descriptions increased support for biological control, while quantitative details revealed greater heterogeneity.
These findings highlight the urgency of early IAS intervention and the need to integrate public preferences into policy. The study provides evidence for developing effective strategies to manage Halyomorpha halys and outlines avenues for future research.Invasive gebietsfremde Arten (IAS) sind zentrale Treiber des Biodiversitätsverlusts und verursachen wachsende ökonomische Kosten. Globaler Handel und Klimawandel fördern ihre Ausbreitung und Etablierung und bedrohen Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei. Obwohl diese Risiken erkannt sind, werden die ökonomischen Folgen häufig unterschätzt, was wirksame Reaktionen verzögert. Das Management von IAS erfordert die Abwägung ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte.
Diese Studie verfolgt zwei Ziele: (1) die Quantifizierung der ökonomischen Kosten invasiver Arten unter aktuellen und projizierten Klimaszenarien und (2) die Bewertung öffentlicher Präferenzen für deren Management, mit Fokus auf die Zielkonflikte zwischen chemischen und biologischen Kontrollstrategien anhand einer Fallstudie zur Marmorierten Baumwanze (Halyomorpha halys) in deutschen Apfelanlagen.
Für das erste Ziel wurde ein logistisches Ausbreitungsmodell, basierend auf Klimatauglichkeitsprojektionen 2022–2050, mit einem ökonomischen Modell kombiniert, um die Invasionskosten unter vier Szenarien zu schätzen: keine Kontrolle, chemische Kontrolle, biologische Kontrolle und integrierter Pflanzenschutz (IPM). Die Ergebnisse zeigen, dass schon frühe Befälle erhebliche Verluste verursachen können, wenn sie unbehandelt bleiben. Bis 2050 steigen die Kosten stark an, da mehr Gebiete für eine Etablierung geeignet werden. Dies verdeutlicht, dass verzögertes Handeln sowohl Schäden als auch Ressourceneinsatz erheblich erhöht.
Für das zweite Ziel wurde ein Discrete-Choice-Experiment durchgeführt, um die Präferenzen der Verbraucher für keine Kontrolle, chemische Kontrolle und biologische Kontrolle zu ermitteln. Die Befragten bevorzugten deutlich die biologische Kontrolle, selbst bei Risiken der Invasivität, und lehnten keine Kontrolle ab. Die Zahlungsbereitschaft erreichte 2,32 €/kg für biologische Kontrolle, während die chemische Kontrolle nur moderate Unterstützung fand, vor allem aus Produktionsgründen. Soziodemografische Faktoren wie Alter, Geschlecht, Bildung, Einkommen, politische Orientierung, ökologisches Engagement und Risikobereitschaft beeinflussten die Präferenzen. Politische Orientierung erwies sich als bedeutsam: Konservative und Liberale tendierten eher zur chemischen Kontrolle, während ökologisch orientierte Personen eine Nichtintervention bevorzugten. Auch die Informationsgestaltung war ausschlaggebend: Allgemeine Beschreibungen erhöhten die Unterstützung für biologische Kontrolle, während quantitative Angaben größere Heterogenität offenbarten.
Diese Ergebnisse unterstreichen die Dringlichkeit einer frühen Intervention, und die Notwendigkeit, öffentliche Präferenzen in politische Entscheidungsprozesse einzubeziehen. Die Studie liefert Evidenz für wirksame Strategien zum Management von Halyomorpha halys und skizziert Ansatzpunkte für zukünftige Forschung
Wachstum von hexagonalem Bornitrid auf CMOS-kompatiblen Substraten mittels chemischer Gasphasenabscheidung
No full textAbout 20 years ago, the discovery of an easy method to exfoliate single atomic layers of graphene opened the door for the investigation of 2D materials. They often exhibit superior electrical and mechanical properties compared to their 3D counterparts, and in addition, entirely new physical properties emerge at these ultra-low thickness scales, making 2D materials a highly interesting topic of materials research. A large variety of 2D materials with various electrical properties have since been discovered: graphene is a conductor with an extremely high charge carrier mobility, several transition metal dichalcogenides are direct bandgap semiconductors with the bandgap value being dependent on the chemical composition, and hexagonal boron nitride (hBN) is an insulator. This means that, in principle, all the building blocks for 2D microelectronic devices are available, which would mark the ultimate miniaturization. In practice, this vision is far from being realized, as large-scale fabrication methods for 2D materials and their heterostructures are still under development.
Hexagonal boron nitride has a large range of applications, as it plays a central role in 2D microelectronics: not only are dielectrics a crucial part of microelectronic devices, but hBN is also necessary to shield other 2D materials from contact with the 3D environment, which causes deterioration of their intrinsic properties. Further potential applications are deep UV optoelectronics, thermal neutron detection, and single-photon emitters for quantum communication. While synthesis of single-crystalline hBN monolayers and high-quality multilayers has been demonstrated on a 2" wafer scale, it relies on catalytic transition metals, such as Cu, as the growth substrates. Obviously, one layer does not a device make, and thus transfer of the grown hBN films is usually employed to fabricate full devices. Unfortunately, this leaves behind metal contaminations at concentrations that are incompatible with the stringent purity requirements in CMOS manufacturing lines. In order to facilitate integration of 2D materials into established CMOS technology, which is deemed the most promising route for their large-scale adoption, synthesis of hBN on CMOS-compatible substrates, such as Si, Ge, and dielectrics, is desirable. At the beginning of my work, almost no literature on this topic was available, especially not for Ge and Si substrates.
In this thesis, a growth process for hBN on Ge(001) via high-vacuum chemical vapor deposition is developed. The influence of various process parameters on the morphology, structure, and crystalline quality of the grown films is studied, and the growth process is optimized towards ultra-thin, smooth, and high-quality hBN. Additionally, the efficacy of standard characterization methods is evaluated and alternatives are explored. Furthermore, the optimized growth process is applied to Si(001) and graphene growth substrates, also yielding high-quality hBN films.Als vor etwa 20 Jahren eine einfache Methode entdeckt wurde, monoatomare Schichten Graphen aus Graphit zu isolieren, öffnete dies die Tür zur Untersuchung der Klasse der 2D-Materialien. Die elektrischen und mechanischen Eigenschaften dieser Materialien sind denen ihrer 3D-Entsprechungen oft überlegen, und zusätzlich ergeben sich durch die extrem geringe Schichtdicke völlig neue physikalische Eigenschaften, wodurch 2D-Materialien ein hochinteressantes Forschungsthema bilden. Es wurde bereits eine große Vielfalt an 2D-Materialien mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften entdeckt: Graphen ist leitfähig mit einer extrem hohen Ladungsträgerbeweglichkeit, diverse Übergangsmetalldichalkogenide sind direkte Halbleiter, und hexagonales Bornitrid (hBN) ist ein Isolator. Prinzipiell sind also alle Bausteine vorhanden, um eine 2D-Mikroelektronik zu verwirklichen, in der Praxis sind wir von dieser Vision aber noch weit entfernt, weil überhaupt erst Prozesse zur großskaligen Produktion von 2D-Materialien und entsprechender Heterostrukturen entwickelt werden müssen.
Hexagonales Bornitrid hat ein breites Anwendungsfeld, da ihm eine zentrale Rolle in der 2D-Mikrolektronik zukommt: Dielektrika sind nicht nur essentieller Bestandteil mikroelektronischer Bauelemente, hBN wird außerdem benötigt, um andere 2D-Materialien von der dreidimensionalen Außenwelt abzuschirmen, da der direkte Kontakt mit selbiger ihre intrinsischen Eigenschaften verschlechtert. Erfolgreiches Wachstum monokristalliner hBN-Monolagen auf 2"-Wafern wurde zwar schon demonstriert, fußt aber auf der Verwendung von katalytischen Übergangsmetallen (z.B. Cu) als Substrat. Eine Schicht macht noch kein Bauelement, und entsprechend muss zur Herstellung eines vollständigen Bauelements die hBN-Schicht transferiert werden. Leider führt dies zu Metallkontaminationen, deren Konzentration nicht mit den strengen Reinheitsanforderungen von CMOS-Produktionslinien vereinbar ist. Da die Integration in bestehende CMOS-Technologie aber der beste Weg ist, eine wirtschaftliche Produktion von Bauelementen zu verwirklichen, die von den besonderen Eigenschaften der 2D-Materialien profitieren, werden hBN-Wachstumsprozesse auf CMOS-kompatiblen Substraten (z.B. Si, Ge, oder Dielektrika) benötigt.
Gegenstand dieser Dissertation ist die Entwicklung eines Wachstumsprozesses für hBN auf Ge(001) mittels chemischer Gasphasenabscheidung. Der Einfluss verschiedener Prozessparameter auf die Morphologie, Struktur und kristalline Qualität der gewachsenen Schichten wird untersucht, und der Prozess dahingehend optimiert, möglichst dünne, glatte, und hochkristalline hBN-Schichten zu erhalten. Außerdem wird die Anwendbarkeit von Standard-Charakterisierungsmethoden auf diese ultradünnen hBN Schichten sowie mögliche Alternativen evaluiert. Des Weiteren wird der optimierte Wachstumsprozess auf Si(001)- und Graphensubstrate übertragen, was in hBN-Schichten mit ähnlich hoher Qualität resultiert