Wir präsentieren die Analyse der Daten, die in den Jahren 2002-2004 mit dem 27.56 GeV Positronenstrahl des HERA Speicherrings am DESY und dem internen transversal polarisierten Wasserstofftarget (''fixed target'') des HERMES Experiments aufgenommen wurden. Ereignisse mit einem gestreuten Positron und einem erzeugter Pion wurden selektiert. Die ausschließliche Erzeugung eines einzelnen Pions, e p -> e'' n pi+, wird durch die Anforderung gewährleistet, daß die fehlende Masse des Ereignisses der Masse des Neutrons, das nicht gemessen wird, entspricht. Der Streuquerschnitt für diesen Prozess hängt von der Bjorken-Skalenvariable, den Vierer-Impulsübertrag und den Transversalimpulsübertrag, deren durchschnittliche Werte für unsere Datensätze bei =0.12, =2.3 GeV^2, =-0.18 GeV^2 liegen, sowie zwei azimuthale Winkel: der Winkel phi zwischen den Streu- und Produktionsebene (die Schnittlinie der Ebenen enthält das virtuelle Photon), und der Winkel phi_S zwischen der Streuebene und dem Polarisationsvector des Targets. Die Asymmetrie, auch Transversal-Target-Einzelspin-Azimuthalasymmetrie genannt, wird als das Verhältnis der Differenz zur Summ der Streuquerschnitte für die positive und negative Targetpolarisation definiert. Es wird durch sechs azimuthale Sinus-Modulationen charakterisiert, deren Amplituden von -1 bis 1 varieren können. Wir messen die Asymmetrie eines Datensatzes von 2093 Ereignissen mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von 1:1. Im Durchschnitt wurden geringe oder mit Null übereinstimmende Amplitudenwerte gefunden, abgesehen von der Amplitude von der sin(phi_S) Modulation, allerdings innerhalb der großen exprimentellen Unsicherheiten. Ein direkter und genauerer Vergleich der Daten mit der Theorie verlangt größere Statistik und verbesserte Fähigkeiten des Detektor als für die vorliegende Messung vorhanden waren. / We present the analysis of data taken in the years 2002-2004 with the 27.56 GeV positron beam of the HERA storage ring at DESY and the internal transversely polarised hydrogen fixed target of the HERMES experiment. Events with a scattered positron and a produced pion are selected. Exclusive production of single pions, e p -> e'' n pi+, is ensured by requiring the missing mass in the event to be equal to the mass of the neutron, which is not detected. The cross section for this process depends on the Bjorken scaling variable, the four-momentum transfer, and the transverse four-momentum transfer, whose average values for our sample are =0.12, =2.3 GeV^2, =-0.18 GeV^2, respectively, and two azimuthal angles: the angle phi between the scattering and production planes (their common line contains the virtual photon), and the angle phi_S between the scattering plane and the target polarisation vector. The asymmetry, also called transverse-target single-spin azimuthal asymmetry, is defined as the ratio of the difference to the sum of the cross sections for positive and negative target polarisation. It is characterised by six azimuthal sine modulations, whose amplitudes can vary from -1 to 1. We measure the asymmetry from a sample of 2093 events with a signal-to-background ratio of 1:1. At average kinematics, the values of the amplitudes are found to be small or consistent with zero, except for the amplitude of the sin(phi_S) modulation, however, within their large statistical uncertainties. A direct and more precise data-to-theory comparison requires larger statistics and improved detector capabilities than available for the present measurement.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den elektrischen Eigenschaften der resistiven Schaltmaterialien SrTiO3 und NbO2. Im ersten Teil werden NbO2 (001)-Dünnschichten untersucht. Bisher sind die für NbO2-Dünnschichten in der isolierenden Phase gemessenen spezifische Widerstände um einen Faktor von 200 niedriger als der in NbO2-Einkristallen gemessene 10 kΩ cm Widerstand. In dieser Arbeit wird der spezifische Widerstand von NbO2-Dünnschichten auf 945 Ω cm erhöht. Es wird gezeigt, dass leitfähige Perkolationspfade entlang der Korngrenzen für die Abnahme des spezifischen Widerstandes verantwortlich sind. Durch temperaturabhängige Leitfähigkeitsmessungen wurden Defektzustände identifiziert, die für die Verringerung des spezifischen Widerstandes gegenüber dem theoretischen Wert verantwortlich sind. Im zweiten Teil wird der Einfluss des Ti-Antisite Defekts auf das resistive Schalten in SrTiO3 Dünnschichten untersucht, welche mit metallorganischer Dampfphasenepitaxie gezüchtet wurden. Dabei werden sowohl stoichiometrische als auch Strontium defizitäre Schichten untersucht. Es wird über temperaturabhängige Permittivitätsmessungen gezeigt, dass durch Kristalldefekte die weiche Phononenmode gestört wird und bei stark strontiumverarmten Schichten polare Nanoregionen gebildet werden, was auf die Bildung des TiSr Defekts zurückgeführt wurde. Darüber hinaus wird gezeigt, dass stark strontiumdefiziente SrTiO3 -Schichten ein stabiles resistives Schalten mit einem Ein-Aus-Verhältnis von 2e7 bei 10 K aufweisen, während stöchiometrische Dünnschichten kein stabiles Schalten zeigen. Es wird ein diodenartiger Transportmechanismus, der im hochohmigen Zustand auf Schottkyemission beruht und ihm niederohmigen Zustand durch defektassistierten Tunnelstrom dominiert wird, identifiziert. Daraus wurde ein neues Modell für das resistive Schalten, basierend auf dem TiSr Defekt und der induzierten Ferroelektrizität, entwickelt. / In this work, the impact of crystal defects on the resistive switching materials SrTiO3 and NbO2 is investigated. The work is divided into two parts. In the first part, NbO2 (001) thin films are studied. So far, resistivities measured for NbO2 thin films in the insulating phase are by a factor of 200 lower than the 10 kΩ cm resistivity measured in NbO2 single crystals. To make this material applicable for resistive switching, the resistivity in the insulating phase has to be increased to effectively block the current in the high resistive state. Throughout the investigations presented in this work, the resistivity of NbO2 thin films is increased to 945 Ω cm. It is shown that conductive percolation paths along the grain boundaries are responsible for the decrease in resistivity. Temperature-dependent conductivity measurements identified defect states responsible for the reduction in resistivity from the theoretical value. In the second part of this work, the influence of the Ti anti-site defect on resistive switching in SrTiO3 thin films grown by metal-organic vapor phase epitaxy is studied. Both stoichiometric and strontium deficient thin films are studied. It is shown via temperature-dependent permittivity measurements that crystal defects harden the soft phonon mode and polar nano regions are formed in highly strontium deficient films, which was attributed to the formation of Ti antisite defects. In addition, highly strontium deficient SrTiO3 films are shown to exhibit stable resistive switching with an on-off ratio of 2e7 at 10 K, whereas stoichiometric thin-films do not show stable switching. A diode-like transport mechanism based on Schottky emission in the high-resistance state and dominated by defect-assisted tunneling current in the low-resistance state is identified. From this, a new model for resistive switching based on the Ti antisite defect and the induced ferroelectricity is developed.

Nach der Entdeckung eines diffusen Flusses hochenergetischer astrophysikalischer Neutrinos durch das IceCube South Pole Neutrino Observatory im Jahr 2013 sind die Quellen, die für den Großteil dieser Emission verantwortlich sind, immer noch unbekannt. Blazare, jene AGN mit einem relativistischen Jet, der auf die Erde zeigt, gelten als Hauptkandidaten für die Beschleunigung der kosmischen Strahlung und die Produktion hochenergetischer Neutrinos. Diese Doktorarbeit ist motiviert durch den Nachweis des Gammastrahlen-Blazers TXS 0506+056 in räumlicher Koinzidenz mit dem Neutrino IceCube-170922A. 
In dieser Arbeit präsentiere ich die Ergebnisse einer detaillierten Gammastrahlenanalyse des Blazars TXS 0506+056 über 9,6 Jahre Fermi-LAT-Beobachtungen. Die Quelle ist stark variabel im Gammastrahlenband zur Ankunftszeit des Neutrinos IceCube-170922A, was auf eine Neutrino-Gammastrahlen-Verbindung hindeutet. Die Quelle wird jedoch während eines zusätzlichen niederenergetischen Neutrinosignals, das 2014/15 von Ice-Cube in Archivdaten von derselben Quelle entdeckt wurde, in einem niedrigen Zustand beobachtet. In dieser Arbeit wurde ein zweiter Gammastrahlen-Blazar GB6 J1040+0617 in räumlicher und zeitlicher Übereinstimmung mit dem hochenergetischen Neutrino-Ereignis IceCube-141209A gefunden, während er eine erhöhte Aktivität im Gammastrahlen- und im optischen Band zeigt. Eine zweite Suche nach Blazar-Gegenstücken zu hochenergetischen Neutrinos erfolgt durch Echtzeit-Follow-up von mehr als 60 IceCube-Alerts mit dem Fermi-LAT. Der kräftige Blazar PKS 1502+106, der zusammen mit dem Ereignis IceCube-190730A gefunden wurde, stellt einen herausragenden wissenschaftlichen Fall dar. Schließlich wird eine Studie zum Vergleich der durchschnittlichen Gammastrahlenemission der potenziellen Neutrino-Gegenstücke mit der gesamten Stichprobe von Gammastrahlen-Blazaren vorgestellt. Die Ergebnisse zeigen mögliche Hinweise auf eine Korrelation zwischen Neutrino- und Gammastrahlen-Energieflüssen. / After the discovery of a diffuse flux of high-energy astrophysical neutrinos by the IceCube South Pole Neutrino Observatory in 2013, the sources responsible for the majority of this emission are still unknown. Blazars, those AGN with a relativistic jet pointing towards Earth, are considered prime candidates for cosmic-ray acceleration and the production of high-energy neutrinos. This thesis work is motivated by the detection of the flaring gamma-ray blazar TXS 0506+056 in spatial and temporal coincidence with the neutrino event IceCube-170922A, that represented a milestone for the new field of multi-messenger astronomy. In this thesis, I present the results of a detailed gamma-ray analysis of the blazar TXS 0506+056 over 9.6 years of Fermi-LAT observations. The source shows strong flux variability in the gamma-ray band at the arrival of IceCube-170922A, indicating a neutrino gamma-ray connection, while is observed in a lowstate during an additional lower-energy neutrino signal detected from the same source by IceCube in 2014/15 in archival data. This puzzling behaviour has motivated further studies on the blazar sources coincident with single high-energy neutrinos. In this thesis, a second gamma-ray blazar GB6 J1040+0617, is found in spatial and temporal coincidence with the high-energy neutrino event IceCube-141209A while showing enhanced activity in the gamma-ray and optical bands. A second search for blazar counterparts to high-energy neutrinos is done through realtime follow-up of more than 60 IceCube alerts with the Fermi-LAT. The powerful blazar PKS 1502+106 found coincident with the event IceCube-190730A represents an outstanding science case. Lastly, a study to compare the average gamma-ray emission of the potential neutrino counterparts to the entire sample of gamma-ray blazars is presented. The results show possible indications of correlation between neutrino and gamma-ray energy fluxes.

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