For cycling to be attractive, the infrastructure must be of high quality. Due to the high level of resources required to record it locally, the available data on the volume of cycling traffic has to date been patchy. At the moment, the most reliable and usable numbers seem to be derived from permanently installed automatic cycling traffic counters, already used by many local authorities. One disadvantage of these is that the number of data collection points is generally far too low to cover the entirety of a city or other municipality in a way that achieves truly meaningful results. The effect of side roads on cycling traffic is therefore only incompletely assessed. Furthermore, there is usually no data at all on other parameters, such as waiting times, route choices and cyclists’ speed. This gap might in future be filled by methods such as GPS route data, as is now possible by today’s widespread use of smartphones and the relevant tracking apps. The results of the project presented in this guide have been supported by the BMVI [Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure] within the framework of its 2020 National Cycling Plan. This research project seeks to investigate the usability of user data generated using a smartphone app for bicycle traffic planning by local authorities. In summary, it can be stated that, taking into account the factors described in this guide, GPS data are usable for bicycle traffic planning within certain limitations. (The GPS data evaluated in this case were provided by Strava Inc.) Nowadays it is already possible to assess where, when and how cyclists are moving around across the entire network. The data generated by the smartphone app could be most useful to local authorities as a supplement to existing permanent traffic counters. However, there are a few aspects that need to be considered when evaluating and interpreting the data, such as the rather fitness-oriented context of the routes surveyed in the examples examined. Moreover, some of the data is still provided as database or GIS files, although some online templates that are easier to use are being set up, and some can already be used in a basic initial form. This means that evaluation and interpretation still require specialist expertise as well as human resources. However, the need for these is expected to reduce in the future with the further development of web interfaces and supporting evaluation templates. For this to work, developers need to collaborate with local authorities to work out what parameters are needed as well as the most suitable formats. This research project carried out an approach to extrapolating cycling traffic volumes from random samples of GPS data over the whole network. This was also successfully verified in another municipality. Further research is still nevertheless required in the future, as well as adaptation to the needs of different localities. Evidence for the usability of GPS data in practice still needs to be acquired in the near future. The cities of Dresden, Leipzig and Mainz could be taken as examples for this, as they have all already taken their first steps in the use of GPS data in planning for and supporting cycling. These steps make sense in the light of the increasing digitisation of traffic and transport and the growing amount of data available as a result – despite the limitations on these data to date – so that administrative bodies can start early in building up the appropriate skills among their staff. The use of GPS data would yield benefits for bicycle traffic planning in the long run. In addition, the active involvement of cyclists opens up new possibilities in communication and citizen participation – even without requiring specialist knowledge. This guide delivers a practical introduction to the topic, giving a comprehensive overview of the opportunities, obstacles and potential offered by GPS data.

Für einen attraktiven Radverkehr bedarf es einer qualitativ hochwertigen Infrastruktur. Bisher liegen durch den hohen Aufwand von Vor-Ort-Erfassungen nur punktuelle Radverkehrsstärken vor. Die aktuell wohl zuverlässigsten und tauglichsten Werte liefern bisher fest installierte automatische Radverkehrszählstellen, wie sie bereits viele Kommunen installiert haben. Ein Nachteil ist hierbei, dass für eine flächige Abdeckung mit einer besseren Aussagekraft für die gesamte Stadt oder Kommune die Anzahl der Erhebungspunkte meist deutlich zu gering ist. Die Bedeutung des Nebennetzes für den Radverkehr wird somit nur unvollständig erfasst. Für weitere Parameter, wie Wartezeiten, Routenwahl oder Geschwindigkeiten der Radfahrenden, fehlen dagegen meist die Daten. Perspektivisch kann diese Lücke unter anderem durch GPS-Routendaten gefüllt werden, was durch die mittlerweile sehr hohe Verbreitung von Smartphones und den entsprechenden Tracking-Apps ermöglicht wird. Die Ergebnisse des im Leitfaden vorgestellten Projektes sind durch das BMVI im Rahmen des Nationalen Radverkehrsplans 2020 gefördert wurden. Das Forschungsprojekt untersucht dabei die Nutzbarkeit von mit Smartphones generierten Nutzerdaten einer App für die kommunale Radverkehrsplanung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unter Beachtung der im folgenden Leitfaden beschriebenen Faktoren GPS-Daten, im vorliegenden Fall die der Firma Strava Inc., mit einigen Einschränkungen für die Radverkehrsplanung nutzbar sind. Bereits heute sind damit Auswertungen möglich, die zeigen, wo, wann und wie sich Radfahrende im gesamten Netz bewegen. Die mittels Smartphone-App generierten Daten können sehr sinnvoll als Ergänzung zu bestehenden Dauerzählstellen von Kommunen genutzt werden. Berücksichtigt werden sollten bei der Auswertung und Interpretation der Daten jedoch einige Aspekte, wie der eher sportlich orientierte Kontext der erfassten Routen in den untersuchten Beispielen. Des Weiteren werden aktuell die Daten zum Teil noch als Datenbank- oder GIS-Dateien zur Verfügung gestellt, bzw. befinden sich online Masken zur einfacheren Nutzung im Aufbau oder einem ersten Nutzungsstadium. Die Auswertung und Interpretation erfordert also weiterhin Fachkompetenz und auch personelle Ressourcen. Der Einsatz dieser sinkt jedoch voraussichtlich zukünftig durch die Weiterentwicklung von Web-Oberflächen und unterstützenden Auswertemasken. Hier gilt es zukünftig, in Zusammenarbeit mit den Kommunen, die benötigten Parameter sowie die geeignetsten Aufbereitungsformen zu erarbeiten. Im Forschungsprojekt erfolgte ein Ansatz der Hochrechnung von Radverkehrsstärken aus Stichproben von GPS-Daten auf das gesamte Netz. Dieser konnte auch erfolgreich in einer weiteren Kommune verifiziert werden. Jedoch ist auch hier in Zukunft noch Forschungsbedarf vorhanden bzw. die Anpassung auf lokale Gegebenheiten notwendig. In naher Zukunft ist es notwendig, den Praxisnachweis für die Nutzbarkeit von GPS-Daten zu erbringen. Vorbilder hierfür können die Städte Bremen, Dresden, Leipzig oder Mainz sein, die jeweils bereits erste Schritte zur Nutzung von GPS-Daten in der Radverkehrsplanung und -förderung unternehmen. Diese Schritte sind vor dem Hintergrund der weiteren Digitalisierung von Mobilität und Verkehrsmitteln und dem damit wachsenden Datenangebot – auch trotz der bisherigen Einschränkungen der Daten – sinnvoll, um in den Verwaltungen frühzeitig entsprechende Kompetenzen aufzubauen. Langfristig bietet die Nutzung von GPS-Daten einen Mehrwert für die Radverkehrsplanung. Der aktive Einbezug von Radfahrenden eröffnet zudem neue Möglichkeiten in der Kommunikation und der Bürgerbeteiligung – auch ohne Fachwissen vorauszusetzen. Der vorliegende Leitfaden liefert dafür einen praxisorientierten Einstieg in das Thema und weist umfassend auf Angebote, Hindernisse und Potenziale von GPS-Daten hin.

For cycling to be attractive, the infrastructure must be of high quality. Due to the high level of resources required to record it locally, the available data on the volume of cycling traffic has to date been patchy. At the moment, the most reliable and usable numbers seem to be derived from permanently installed automatic cycling traffic counters, already used by many local authorities. One disadvantage of these is that the number of data collection points is generally far too low to cover the entirety of a city or other municipality in a way that achieves truly meaningful results. The effect of side roads on cycling traffic is therefore only incompletely assessed. Furthermore, there is usually no data at all on other parameters, such as waiting times, route choices and cyclists’ speed. This gap might in future be filled by methods such as GPS route data, as is now possible by today’s widespread use of smartphones and the relevant tracking apps. The results of the project presented in this guide have been supported by the BMVI [Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure] within the framework of its 2020 National Cycling Plan. This research project seeks to investigate the usability of user data generated using a smartphone app for bicycle traffic planning by local authorities. In summary, it can be stated that, taking into account the factors described in this guide, GPS data are usable for bicycle traffic planning within certain limitations. (The GPS data evaluated in this case were provided by Strava Inc.) Nowadays it is already possible to assess where, when and how cyclists are moving around across the entire network. The data generated by the smartphone app could be most useful to local authorities as a supplement to existing permanent traffic counters. However, there are a few aspects that need to be considered when evaluating and interpreting the data, such as the rather fitness-oriented context of the routes surveyed in the examples examined. Moreover, some of the data is still provided as database or GIS files, although some online templates that are easier to use are being set up, and some can already be used in a basic initial form. This means that evaluation and interpretation still require specialist expertise as well as human resources. However, the need for these is expected to reduce in the future with the further development of web interfaces and supporting evaluation templates. For this to work, developers need to collaborate with local authorities to work out what parameters are needed as well as the most suitable formats. This research project carried out an approach to extrapolating cycling traffic volumes from random samples of GPS data over the whole network. This was also successfully verified in another municipality. Further research is still nevertheless required in the future, as well as adaptation to the needs of different localities. Evidence for the usability of GPS data in practice still needs to be acquired in the near future. The cities of Dresden, Leipzig and Mainz could be taken as examples for this, as they have all already taken their first steps in the use of GPS data in planning for and supporting cycling. These steps make sense in the light of the increasing digitisation of traffic and transport and the growing amount of data available as a result – despite the limitations on these data to date – so that administrative bodies can start early in building up the appropriate skills among their staff. The use of GPS data would yield benefits for bicycle traffic planning in the long run. In addition, the active involvement of cyclists opens up new possibilities in communication and citizen participation – even without requiring specialist knowledge. This guide delivers a practical introduction to the topic, giving a comprehensive overview of the opportunities, obstacles and potential offered by GPS data.

Die sich im Verlaufe einer Demenz manifestierenden Orientierungsstörungen schränken die Selbständigkeit der Erkrankten ein und sind oftmals einer der Gründe für die Übersiedlung in eine Pflegeeinrichtung. Aufgrund ihrer krankheitsspezifischen kognitiven Einschränkungen ist es den Betroffenen dort erschwert, sich ihr neues Wohnumfeld zu erschließen. Demzufolge sind Demenzerkrankte zur Aufrechterhaltung von Mobilität und Selbständigkeit in einem ganz besonders hohen Maße von baulichen Strukturen abhängig, die ihnen räumliche, zeitliche und situative Orientierung bieten. Bisher liegen jedoch nur sehr wenige empirisch fundierte Forschungsarbeiten zu deren geeigneter Gestaltung vor. In dieser Dissertation wurde untersucht, welche baulichen Merkmale von Altenpflegeeinrichtungen das räumliche Orientierungsvermögen demenzerkrankter Bewohner beeinflussen. Dazu wurden die baulichen Strukturen von 30 Einrichtungen analysiert und umfangreiche Daten zur Orientierung der dort lebenden Bewohner erhoben. Es wurden fünf Wege innerhalb der Wohnbereiche identifiziert, die Bestandteil der Aktivitäten des täglichen Lebens sind und in allen Einrichtungen vorgefunden wurden. Durch Einschätzung der Pflegekräfte wurde bewertet, ob, bzw. wie gut, die Bewohner diese Wege zurücklegen können. Der Einfluss der unterschiedlichen baulichen Merkmale auf die resultierenden Orientierungswerte wurde mittels statistischer Signifikanztests überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass mit fortschreitender Demenz das Orientierungsvermögen sinkt. Gleichzeitig steigt die Abhängigkeit von der Ausprägung der baulichen Strukturen jedoch an. Signifikante Einflussfaktoren bestehen u. a. in der Bewohnerzahl, der Erschließungstypologie und der Ausformung der Gemeinschaftsflächen. Kleinere Einrichtungen begünstigen zwar die Orientierung, aber auch Wohnbereiche mit 25-30 Bewohnern können gute Werte erzielen, wenn sie eine geradlinige Horizontalerschließung über Flure, die keine Richtungswechsel beinhalten, aufweisen. Gleichartige Elemente, wie z.B. mehrere Wohn- und Essbereiche oder Cluster kleinerer Wohngruppen, schränken die Orientierung hingegen ein. Diese und weitere Erkenntnisse wurden in Gestaltungsempfehlungen überführt, die in der Versorgungspraxis bei der Planung sowie Umstrukturierung von Pflegeeinrichtungen angewendet werden können. Weiterhin wurden auf Grundlage im Krankheitsverlauf eingesetzter Orientierungsformen und –strategien Modelle des Orientierungsprozesses Demenzerkrankter entwickelt.

Der Zugang zu digitalen Inhalten und Informationen wird immer wichtiger für eine erfolgreiche Teilnahme an der heutigen, zunehmend digitalisierten Zivilgesellschaft. Solche Informationen werden meist visuell präsentiert, was den Zugang für blinde und sehbehinderte Menschen einschränkt. Die grundlegendste Barriere ist oft die elementare Orientierung und Mobilität (und folglich die soziale Mobilität), einschließlich der Erlangung von Kenntnissen über unbekannte Gebäude vor deren Besuch. Um solche Barrieren zu überbrücken, sollten technische Hilfsmittel entwickelt und eingesetzt werden. Es ist ein Kompromiss zwischen technologisch niedrigschwellig zugänglichen und verbreitbaren Hilfsmitteln und interaktiv-adaptiven, aber komplexen Systemen erforderlich. Die Anpassung der Technologie der virtuellen Realität (VR) umfasst ein breites Spektrum an Entwicklungs- und Entscheidungsoptionen. Die Hauptvorteile der VR-Technologie sind die erhöhte Interaktivität, die Aktualisierbarkeit und die Möglichkeit, virtuelle Räume und Modelle als Abbilder von realen Räumen zu erkunden, ohne dass reale Gefahren und die begrenzte Verfügbarkeit von sehenden Helfern auftreten. Virtuelle Objekte und Umgebungen haben jedoch keine physische Beschaffenheit. Ziel dieser Arbeit ist es daher zu erforschen, welche VR-Interaktionsformen sinnvoll sind (d.h. ein angemessenes Verbreitungspotenzial bieten), um virtuelle Repräsentationen realer Gebäude im Kontext von Orientierung und Mobilität berührbar oder begehbar zu machen. Obwohl es bereits inhaltlich und technisch disjunkte Entwicklungen und Evaluationen zur VR-Technologie gibt, fehlt es an empirischer Evidenz. Zusätzlich bietet diese Arbeit einen Überblick über die verschiedenen Interaktionen. Nach einer Betrachtung der menschlichen Physiologie, Hilfsmittel (z.B. taktile Karten) und technologischen Eigenschaften wird der aktuelle Stand der Technik von VR vorgestellt und die Anwendung für blinde und sehbehinderte Nutzer und der Weg dorthin durch die Einführung einer neuartigen Taxonomie diskutiert. Neben der Interaktion selbst werden Merkmale des Nutzers und des Geräts, der Anwendungskontext oder die nutzerzentrierte Entwicklung bzw. Evaluation als Klassifikatoren herangezogen. Begründet und motiviert werden die folgenden Kapitel durch explorative Ansätze, d.h. im Bereich 'small scale' (mit sogenannten Datenhandschuhen) und im Bereich 'large scale' (mit einer avatargesteuerten VR-Fortbewegung). Die folgenden Kapitel führen empirische Studien mit blinden und sehbehinderten Nutzern durch und geben einen formativen Einblick, wie virtuelle Objekte in Reichweite der Hände mit haptischem Feedback erfasst werden können und wie verschiedene Arten der VR-Fortbewegung zur Erkundung virtueller Umgebungen eingesetzt werden können. Daraus werden geräteunabhängige technologische Möglichkeiten und auch Herausforderungen für weitere Verbesserungen abgeleitet. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse kann sich die weitere Forschung auf Aspekte wie die spezifische Gestaltung interaktiver Elemente, zeitlich und räumlich kollaborative Anwendungsszenarien und die Evaluation eines gesamten Anwendungsworkflows (d.h. Scannen der realen Umgebung und virtuelle Erkundung zu Trainingszwecken sowie die Gestaltung der gesamten Anwendung in einer langfristig barrierefreien Weise) konzentrieren. / Access to digital content and information is becoming increasingly important for successful participation in today's increasingly digitized civil society. Such information is mostly presented visually, which restricts access for blind and visually impaired people. The most fundamental barrier is often basic orientation and mobility (and consequently, social mobility), including gaining knowledge about unknown buildings before visiting them. To bridge such barriers, technological aids should be developed and deployed. A trade-off is needed between technologically low-threshold accessible and disseminable aids and interactive-adaptive but complex systems. The adaptation of virtual reality (VR) technology spans a wide range of development and decision options. The main benefits of VR technology are increased interactivity, updatability, and the possibility to explore virtual spaces as proxies of real ones without real-world hazards and the limited availability of sighted assistants. However, virtual objects and environments have no physicality. Therefore, this thesis aims to research which VR interaction forms are reasonable (i.e., offering a reasonable dissemination potential) to make virtual representations of real buildings touchable or walkable in the context of orientation and mobility. Although there are already content and technology disjunctive developments and evaluations on VR technology, there is a lack of empirical evidence. Additionally, this thesis provides a survey between different interactions. Having considered the human physiology, assistive media (e.g., tactile maps), and technological characteristics, the current state of the art of VR is introduced, and the application for blind and visually impaired users and the way to get there is discussed by introducing a novel taxonomy. In addition to the interaction itself, characteristics of the user and the device, the application context, or the user-centered development respectively evaluation are used as classifiers. Thus, the following chapters are justified and motivated by explorative approaches, i.e., in the group of 'small scale' (using so-called data gloves) and in the scale of 'large scale' (using an avatar-controlled VR locomotion) approaches. The following chapters conduct empirical studies with blind and visually impaired users and give formative insight into how virtual objects within hands' reach can be grasped using haptic feedback and how different kinds of VR locomotion implementation can be applied to explore virtual environments. Thus, device-independent technological possibilities and also challenges for further improvements are derived. On the basis of this knowledge, subsequent research can be focused on aspects such as the specific design of interactive elements, temporally and spatially collaborative application scenarios, and the evaluation of an entire application workflow (i.e., scanning the real environment and exploring it virtually for training purposes, as well as designing the entire application in a long-term accessible manner).

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Pansexualität leitet sich aus dem griechischen Wort παν (gesamt, ganz, alles) ab und beschreibt eine sexuelle Orientierung, die eine Offenheit in der Partner_innenwahl beinhaltet. In Abgrenzung zu psychiatrischen Verwendungsweisen, die in pansexuellem Verhalten und Denken eine Persönlichkeitsstörung sehen, wird Pansexualität in queer-feministischen Debatten als subversiver Handlungsraum in heteronormierten Umwelten verstanden. In einem sozialwissenschaftlichen Kontext ist das Konzept der Pansexualität bisher deutlich unterbelichtet. Die im Konzept selbst angelegte Unmöglichkeit einer eindeutigen Definition führt zu ethischen und wissenschaftlichen Herausforderungen.

In dieser Dissertation, schaue ich auf objekt-orientierte Metamodellierung und wie sie verwendet werden kann, um Computersprachen zu beschreiben. Dabei, fokussiere ich mich nicht nur auf die Beschreibung von Sprachen, sondern auch auf die Verwendung von Sprachbeschreibungen zur automatischen Erzeugung von Sprachwerkzeugen aus Sprachbeschreibungen. Ich nutze die Idee von Metasprachen und Metawerkzeugen. Metasprachen werden verwendet um bestimmte Sprachaspekte, wie Notationen und Semantiken, zu beschreiben, und Metawerkzeuge werden verwendet um Sprachwerkzeuge wie Editoren und Interpreter aus entsprechenden Beschreibungen zu erzeugen. Diese Kombination von Beschreibung und automatischer Entwicklung von Werkzeugen ist als Domänenspezifische Modellierung (DSM) bekannt. Ich verwende DSM basierend auf objekt-orientierter Metamodellierung zur Beschreibung der wichtigen Aspekte ausführbarer Computersprachen. Ich untersuche existierende Metasprachen und Metawerkzeuge für die Beschreibung von Sprachvorkommen, ihrer konkreten Repräsentation und Semantik. Weiter, entwickle ich eine neue Plattform zur Beschreibung von Sprachen basierend auf dem CMOF-Modell der OMG MOF 2.x Empfehlungen. Ich entwickle eine Metasprache und Metawerkzeug für textuelle Notationen. Schlussendlich, entwickle ich eine graphische Metasprache und Metawerkzeug zur Beschreibung von operationaler Semantik von Computersprachen. Um die Anwendbarkeit der vorgestellten Techniken zu prüfen, nehme ich SDL, die Specification and Description Language, als einen Archetypen für textuell notierte Sprachen mit ausführbaren Instanzen. Für diesen Archetyp zeige ich, dass die präsentierten Metasprachen und Metawerkzeuge es erlauben solche Computersprachen zu beschreiben und automatisch Werkzeuge für diese Sprachen zu erzeugen. / In this thesis, I look into object-oriented meta-modelling and how it can be used to describe computer languages. Thereby, I do not only focus on describing languages, but also on utilising the language descriptions to automatically create language tools from language descriptions. I use the notion of meta-languages and meta-tools. Meta-languages are used to describe certain language aspects, such as notation or semantics, and meta-tools are used to create language tools, such as editors or interpreters, from corresponding descriptions. This combination of describing and automated development of tools is known as domain specific modelling (DSM). I use DSM based on object-oriented meta-modelling to describe all important aspects of executable computer languages. I look into existing meta-languages and meta-tools for describing language utterances, their concrete representation, and semantics. Furthermore, I develop a new platform to define languages based on the CMOF-model of the OMG MOF 2.x recommendations. I develop a meta-language and meta-tool for textual language notations. Finally, I develop a new graphical meta-language and meta-tool for describing the operational semantics of computer languages. To prove the applicability of the presented techniques, I take SDL, the Specification and Description Language, as an archetype for textually notated languages with executable instances. For this archetype, I show that the presented meta-languages and meta-tools allow to describe such computer languages and allow to automatically create tools for those languages.

In dieser Arbeit werden Fragestellungen aus dem Gebiet der Organischen Elektronik behandelt, hauptsächlich Grenzflächen zwischen Metallen und konjugierten organischen Molekülen (KOM). Im einzelnen wird behandelt: (i) der Einfluss der Orientierung von Molekülen auf die Energieniveaus, (ii) das gezielte Einstellen von Energieniveaus mithilfe starker Elektronenakzeptoren, (iii) die Rolle des thermodynamischen Gleichgewichts an organisch-organischen Grenzflächen und (iv) der Zusammenhang zwischen elektronischer Struktur an Grenzflächen und dem Bindungsabstand. Es wurden hauptsächlich Messungen mit ultravioletter Photoelektronenspektroskopie, unterstützt von Röntgenphotoelektronenspektroskopie, Spektroskopie mit metastabilen Atomen, Röntgenbeugung und stehenden Röntgenwellen, an vakuumsublimierten organischen dünnen Schichten im Ultrahochvakuum durchgeführt. (i) Eine neue Erklärung für das Phänomen der orientierungsabhängigen Ionisationsenergie in molekularen Verbünden wird gegeben. Dabei kommt es zu einem Einfluss intramolekularer Dipole auf die Ionisationsenergie. (ii) Es wurde eine neue Methode gefunden, um die Lochinjektionsbarriere (HIB) an organisch/metallischen Grenzflächen zu kontrollieren. Dazu wurden (Sub-)Monolagen starker Elektronenakzeptoren auf Metalloberflächen adsorbiert. Dabei kommt es zu einem Ladungstransfer, der die HIB eines darauf aufgedampften KOMs verringern kann. Das Konzept wurde mit drei Akzeptoren getestet und die HIB konnte um bis zu 1,2 eV verringert werden. (iii) Ein akzeptorvorbedeckungsabhängiger Übergang von Vakuumniveauangleichung zu einem „Pinning“ molekularer Niveaus an Homogrenzflächen eines KOMs mit liegender Mono- und stehender Multilage konnte beobachtet werden - ein direkter Beweis für einen thermodynamisch getriebenen Ladungstransfer. (iv) Ein klarer Zusammenhang zwischen der Stärke der chemischen Bindung und dem Bindungsabstand von KOM zu Metallsubstraten konnte gezeigt werden. / This work addresses several topics of the field of organic electronics, the focus lies on organic/metal interfaces. Four main topics have been covered: (i) the impact of molecular orientation on the energy levels, (ii) energy level tuning with strong electron acceptors, (iii) the role of thermodynamic equilibrium at organic/organic homo-interfaces and (iv) the correlation of interfacial electronic structure and bonding distance. To address these issues mainly ultraviolet photoelectron spectroscopy was used, supported by X-ray photoelectron spectroscopy, metastable atom electron spectroscopy, X-ray diffraction and X-ray standing waves, to examine vacuum sublimed thin films of conjugated organic molecules (COMs) in ultrahigh vacuum. (i) A novel approach is presented to explain the phenomenon that the ionization energy in molecular assemblies is orientation dependent. It is demonstrated that this is due to an impact of intramolecular dipoles on the ionization energy in molecular assemblies. Furthermore, the correlation of molecular orientation and conformation has been studied in detail for COMs on various substrates. (ii) A new approach was developed to tune hole injection barriers (HIB) at organic/metal interfaces by adsorbing a (sub-) monolayer of an organic electron acceptor on the metal electrode. Charge transfer from the metal to the acceptor leads to a chemisorbed layer, which reduces the HIB to the COM overlayer. With this concept a lowering of the HIB of up to 1.2 eV could be observed. (iii) A transition from vacuum-level alignment to molecular level pinning at the homo-interface between a lying monolayer and standing multilayers of a COM was observed, which depended on the amount of a pre-deposited acceptor. (iv) A clear correlation between the strength of chemical bonding of COMs and the bonding distance to metal substrates could be shown.

In dieser Arbeit wird ein Verfahren entwickelt (Infrared Transition Moment Orientational Analysis, IR-TMOA) um die dreidimensionale Ordnung auf molekularer Ebene in infrarot-durchlässigen Systemen zu quantifizieren. Es beruht auf der Messung zahlreicher Infrarotspektren, die unter systematisch variierender Polarisation des einfallenden Lichts und Ausrichtung der Probe relativ zur optischen Achse aufgenommen werden. So wird ein repräsentativer Ausschnitt des dreidimensionalen Absorptionsellipsoids gemessen. Die Tensordarstellung dieses Ellipsoids ist äquivalent zum quadratischen Mittel der Verteilungsfunktion der Orientierung der Übergangsmomente, was wiederum dem Ordnungsparameter entspricht. Von zentraler Bedeutung ist ebenfalls, dass die Ordnung (und Orientierung) spezifisch für verschiedene molekulare Untereinheiten angegeben werden kann, da im mittleren Infrarot die Übergangsdipolmomente definierten, lokalen Schwingungen zugeordnet sind. Im zweiten Teil der Arbeit wird IR-TMOA angewendet um die molekulare Ordnung von verschiedenen amorphen und kristallinen Untereinheiten in teil-kristallinen Polymeren (Polycaprolacton, PCL und Polyethylen, PE) zu bestimmen. So kann der Einfluss der Grenzflächen und der geometrischen Einschränkungen in PCL-Filmen auf Substraten in seiner Temperaturabhängigkeit charakterisiert werden. Ebenso wird erstmalig in freitragenden PCL-Filmen in durch mechanische Streckung plastisch deformierten Bereichen die stark biaxiale molekulare Ordnung quantifiziert. In industriell produzierten PE-Filmen, die unter dem Einfluss von äußerer mechanischer Spannung kristallisieren, wird die biaxiale Ordnung und Orientierung vollständig charakterisiert und in Abhängigkeit der Präparationsbedingungen analysiert. Des weiteren wird die Ordnung in einem System aus zwei Phasen untersucht: einer ferroelektrischen Polymermatrix mit mikrometer-großen Flüssigkristalleinschlüssen (Polymer Dispersed Liquid Crystals). Dies erlaubt es, den Einfluss eines äußeren elektrischen Feldes und des remanenten Feldes der Matrix auf die Flüssigkristalle zu quantifizieren. Durch IR-TMOA wird für alle Systeme, die infrarot aktive Vibrationen aufweisen, eine dreidimensionale molekulare Beschreibung der Orientierung und Ordnung ermöglicht. Dies stellt wiederum einen unverzichtbaren Beitrag zum Verständnis der unterliegenden strukturbildenden Prozesse dar und deren Beitrag zur resultierenden makroskopischen Struktur.