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Biaxial tensile strain has been shown to greatly enhance the optoelectronic properties of epitaxial germanium (Ge) layers. As a result, tensile-Ge (and#949t-Ge) layers grown on larger lattice constant InGaAs or GeSn have attracted great research interest. However, no previous studies have investigated the plastic relaxation occurring in these and#949t-Ge layers. Here, we experimentally demonstrate that plastic relaxation occurs in nearly all and#949t-Ge epitaxial layers that are of practical interest for optoelectronic applications, even when layers may still exhibit strain-enhanced characteristics. We show arrays of misfit dislocations (MDs), which are mostly disassociated, form at the and#949t-Ge/InGaAs interface for and#949t-Ge layers as thin as 15 nm with less than 1% total mismatch. Wedge geometry of plain view transmission electron microscopy (PV-TEM) foils is utilized to carry out a depth dependent investigation MD spacing for a range of and#949t-Ge/InGaAs heterostructures. MD spacing measured by PV-TEM is correlated to and#949t-Ge layer relaxation measured by high-resolution x-ray diffraction. We confirm very low relaxation (< 10% relaxed) in and#949t-Ge layers does not imply they have been coherently grown. We demonstrate plastic relaxation in the and#949t-Ge layer is acutely sensitive to grown-in threading dislocations (TDs) in the template material, and that reducing TD density is critical for maximizing strain retention. Given that and#949t-Ge layer thicknesses of 150+ nm with greater than 1% tensile strain are desired for optoelectronic devices, this work suggests that MDs may inevitably be present at and#949t-Ge/InGaAs heterointerfaces in practical devices, and that the effect of MDs on optoelectronic performance must be better understood. / Master of Science

Yes / Chronic non-malignant pain is a global condition with a complex biopsychosocial impact on the sufferers. Relaxation skills are commonly included as part of a pain management programme, which is currently the recommended evidence-based intervention for this group of patients. However, there is little evidence behind the choice of relaxation method implemented, or their effectiveness. The aim of this study was to investigate the effectiveness of relaxation skills in the management of chronic non-malignant pain, related to pain intensity and health-related quality of life. A systematic literature review was conducted using MEDLINE, CINAHL, AMED, PEDro and PsycARTICLES. The Cochrane, DARE and Trip databases were also accessed, and searches were carried out using the terms (relaxation OR relaxation therapy OR relaxation training) AND (pain OR chronic pain). Following critical appraisal, ten studies met the inclusion criteria. Three studies reported a decrease in pain intensity as a result of the relaxation intervention, whilst only one study reported an improvement in health-related quality of life. Progressive muscle relaxation was the most commonly implemented method throughout, although its method of delivery differed between studies. There is little evidence for the use of relaxation as a stand-alone intervention for pain intensity and health-related quality of life for patients with musculoskeletal chronic non-malignant pain. More research is needed to determine its effectiveness.

Made available in DSpace on 2016-08-03T16:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELAINE F FERNANDES.pdf: 724683 bytes, checksum: e96a0d1306ccd662e5059be967ebf83d (MD5) Previous issue date: 2005-03-08 / Research of bibliographical and monographical nature, this paper investigates the psychophysics relaxation in the health area, of children in a period of eight years, between January 1997 and November 2004. Initially, based in neuropsychological literature, it describes the relaxation role in homeostasis and the conscious body health, emphasizing the pleasure and painful behavior. Next, it describes and analyses several relaxation techniques, Jacobson Progressive Relaxation, Schulz Autogenos and Michaux Relaxation. To develop this research it was used 27 databases, due to the lack of production of this theme, per base. As result, it shows the total of 500 articles about relaxation, 200 of them related to children. They are national and international articles, most of them in English. Following this, it classifies these group in production by year, showing a significant increasing, although it is not systematic in number, from 14 articles in 1997 to 39 in 2004. As for the thematic, the data reveals first, the interest in pain, second in breathing problems and third in anxiety. The articles about pain, as they are in more quantity, have more detailed analysis, with discrimination by year, situation type, relaxation usage and pathology characterized by painful behavior. Finally, it is made a classification of the articles due to the usage of relaxation in clinical problems mainly the physical ones, those of affectionate-emotional psychic background, those with no usage of drugs and those with psychic background with the aid of drugs and psychiatric treatment. To discuss the results, several articles researched are also mentioned. Due to the richness of data, showing up the increasing of professionals in this health area, it is suggested further reading. / Trabalho de natureza monográfica bibliográfica investiga o relaxamento psicofísico na área da saúde, em crianças, por um intervalo de oito anos, entre janeiro de 1997 e novembro de 2004. Inicialmente, com base em literatura neuropsicológica, descreve o papel do relaxamento na busca da homeostase e da consciência corporal saudável, enfocando comportamentos de prazer e dor. A seguir, descreve e analisa diversas técnicas de relaxamento, Relaxamento Progressivo de Jacobson, Autógeno de Schultz e Relaxamento de Michaux. A fim de desenvolver sua pesquisa utiliza-se de 27 bases de dados, devido a pouca produção encontrada sobre o tema, por base. Como resultados, levanta ao todo 500 artigos sobre relaxamento, sendo 200 em crianças. São artigos nacionais e internacionais, com predomínio do idioma inglês. A seguir, classifica esses artigos por ano de produção, constatando um crescimento significativo, porém não sistemático em seu número, de 14 artigos em 1997, para 39, em 2004. Quanto à temática, os dados revelam em primeiro lugar, um interesse em dor, em segundo em problemas respiratórios, e, em terceiro lugar, em ansiedade. Os artigos sobre dor, por serem os mais numerosos levantados, sofrem análise mais detalhada, com discriminação da quantidade de artigos por ano e dos tipos de situação e de patologia caracterizados por quadro álgico. Finalmente é feita uma classificação dos artigos segundo a utilização do relaxamento junto à problemática clínica predominantemente física, a de fundo psíquico afetivo-emocional, sem utilização de fármacos e, a de fundo psíquico, com intervenção psiquiátrica farmacológica. Na discussão dos resultados, vários artigos pesquisados são também comentados. Dada a riqueza dos dados, evidenciando interesse crescente de profissionais da área da Saúde na literatura levantada, sugere-se pesquisa complementar.

Abstract Osteoarthritis (OA) is a common chronic condition that reduces the quality of life of millions of individuals worldwilde. In OA, the progressive degradation of articular cartilage (AC) and bone can cause joint pain and disability. Currently there is no effective treatment available for OA besides gross joint replacement surgery. This is largely due to the lack of accurate biomarkers to test potential drugs and treatments that could stop or reverse the disease progression. The primary tools in use for OA diagnostics are inadequate in the early stage of the disease and merely allow its late manifestations to be visualized. Quantitative MRI (qMRI) has demonstrated the ability to distinguish degenerated from intact AC prior to radiographic changes. Moreover, so-colled rotating frame relaxation time parameters are sensitive to the slow molecular motion domain, relevant for clinical applications. T1&#961; and T2&#961; relaxation time measurements using adiabatic spin-lock pulses (AdT1&#961; and AdT2&#961;) have shown superior sensitivity to cartilage degeneration in vitro over conventional qMRI parameters. This thesis aimed to compare the differences that exist between established qMRI methods for AC against arthroscopic evaluation as well as optimize and validate AdT1&#961; and AdT2&#961; mapping of cartilage in vivo. The findings showed that T1 and T2 relaxation time and delayed gadolinium enhanced MRI of cartilage (dGEMRIC) were able to discriminate among different arthroscopic grades of cartilage lesions. However, arthroscopic findings and qMRI parameters were not correlated, supporting the viewpoint that qMRI may be able to elicit more comprehensive information on the quality of remaining cartilage tissue as compared to diagnostic arthroscopy, which detects cartilage loss. AdT1&#961; and AdT2&#961; mapping of cartilage in vivo were successfully implemented and validated on a clinical MRI system. AdT1&#961; and AdT2&#961; were able to overcome limitations of the existing methods (continuous wave spin-lock approach), which are challenging to implement on clinical settings for their susceptibility to field inhomogeneity and relatively high power deposition in tissue. The association of AdT1&#961; and AdT2&#961; with cartilage and bone marrow lesions and osteophytes was demonstrated. The findings indicate the utility of AdT1&#961; and AdT2&#961; mapping as potential biomarkers for evaluation of early cartilage degeneration in OA research and clinical applications. / Tiivistelmä Nivelrikko on tavallinen krooninen sairaus, joka huonontaa miljoonien ihmisten elämänlaatua ympäri maailman. Nivelrikossa nivelruston ja luun asteittain etenevä rappeuma voi aiheuttaa nivelkipua ja liikuntakyvyttömyyttä. Tällä hetkellä nivelrikkoon ei ole muuta tehokasta hoitokeinoa kuin tekonivelleikkaus. Tämä johtuu suuremmaksi osaksi tarkkojen biomarkkereiden puutteesta, joiden avulla voitaisiin kokeilla mahdollisia nivelrikon pysäyttäviä tai tautia parantavia lääkkeitä tai hoitokeinoja. Nykyisin nivelrikon diagnostiikassa käytetyimmät menetelmät ovat riittämättömiä sairauden alkuvaiheessa, ja ne tunnistavat vain sairauden loppuvaiheet. Kvantitatiivisilla magneettikuvausmenetelmillä pystytään erottamaan rappeutunut ja ehjä nivelrusto toisistaan ennen röntgenkuvissa havaittavia muutoksia. Nk. pyörivän koordinaatiston relaksaatioaikaparametrit ovat herkkiä havaitsemaan hidasta molekyyliliikettä, jolla on merkitystä kliinisissä sovelluksissa. Kokeellisissa olosuhteissa T1&#961;- ja T2&#961;-relaksaatioaikojen mittaaminen käyttäen adiabaattisia spin-lukkopulsseja (AdT1&#961; ja AdT2&#961;) on osoittautunut erityisen tarkaksi nivelruston rappeutumisen toteamiseksi verrattuna perinteisiin kvantitatiivisiin magneettikuvausmenetelmiin. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli vertailla vakiintuneita nivelrikon kvantitatiivisia magneettikuvausmenetelmiä sekä optimoida ja validoida AdT1&#961;- ja AdT2&#961;-menetelmien käyttöä ihmisen ruston tutkimisessa. Tulokset osoittivat, että T1- ja T2-relaksaatioajat sekä varjoainetehosteinen nivelruston magneettikuvaus pystyivät erottelemaan niveltähystyksessä määritettyjä nivelrikon eri asteita. Kuitenkaan niveltähystyslöydökset ja kvantitatiiviset magneettikuvausparametrit eivät korreloineet viitaten kvantitatiivisen magneettikuvauksen kykyyn osoittaa tarkemmin jäljellä olevan ruston laatua verrattuna niveltähystykseen, jossa arvioidaan ruston puutosta. Nivelruston AdT1&#961;- ja AdT2&#961;-relaksaatioaikamittaukset onnistuttiin suorittamaan ja validoimaan vapaaehtoisilla koehenkilöillä kliinisellä magneettikuvauslaitteella. AdT1&#961; ja AdT2&#961; eivät kärsineet samoista puutteista kuin tavanomaiset jatkuva-aaltoiset spin-lukkomenetelmät, joka ovat herkkiä kenttäepähomogeenisuuksille ja aiheuttavat suuremman radiotaajuusaltistuksen. Tutkimuksessa osoitettiin AdT1&#961;- ja AdT2&#961;-mittausten ja luuödeemin sekä osteofyyttien välinen yhteys. Tulokset osoittivat, että AdT1&#961;- ja AdT2&#961;-mittaukset ovat potentiaalisia biomarkkereita varhaisen nivelruston rappeuman havaitsemiseksi tutkimus- ja kliinisessä käytössä.

Die komplizierte Struktur der Energielandschaft wurde am Beispiel des +/- J Spinglas-Modells untersucht. Sie ist in glasartigen Systemen der Schlüssel zum Verständnis einer verlangsamten Dynamik. Es wurde ein enger Zusammenhang zwischen der Dynamik und der Energielandschaft nachgewiesen. Die Energielandschaft wird in +/- J Spinglas Modellsystemen durch Cluster charakterisiert, die infolge ihrer Konnektivität größere Objekte (z.B. Täler) bilden. Einzelne Cluster, aber auch ganze Täler, sind miteinander durch sogenannten Sattelcluster verknüpft. Die physikalischen Eigenschaften werden durch die Strukturen der Verknüpfungen und durch die innere Struktur der Cluster geprägt. Zur Beschreibung der Energielandschaften wurde die genaue Kenntnis der Zustände benutzt. Auf der Grundlage des &amp;quot;branch-and-bound&amp;quot; Verfahrens war es möglich, für kleine Systeme alle Zustände bis zu der dritten Anregung zu bestimmen. Danach wurden die Konfigurationen so sortiert, dass die Beziehungen zwischen ihnen, wie z.B. Nachbarschaften und Clusterzugehörigkeiten, einfach zu finden waren. Es gelang, die exakte Landschaft für Systeme bis L=6 aufzubauen. Für größere Systeme ist es zur Zeit unmöglich, alle niederenergetischen Zustände zu finden. Eine alternative Möglichkeit, die Struktur zu beschreiben, erhält man durch Untersuchung der Verteilung der Overlap. An der Gestalt der Verteilung erkennt man, ob die niederenergetische Struktur kompliziert oder einfach ist. Bei genaueren Untersuchungen ist es sogar möglich, die Anzahl der existierenden Täler abzuschätzen. Die Untersuchungen der Overlap bei 8555 3D Systemen (L=4) weisen darauf hin, dass bei kleineren Grundzustandsenergien die Struktur durch zwei spiegelsymmetrische Täler geprägt ist. Mit wachsender Grundzustandsenergie wird die Struktur der Systeme immer komplizierter. Eine weitere wichtige Komponente der Energielandschaft ist die innere Struktur der Sattelcluster. Ein Sattelcluster besteht aus wenigstens drei Gruppen von Konfigurationen. Zwei Gruppen enthalten Konfigurationen, die mit den Grundzustandsclustern verbunden sind, und die dritte Gruppe verbindet die beiden. Es passiert oft, dass die Konfigurationsgruppen, die verschiedene Grundzustandscluster verbinden, weit voneinander entfernt liegen. Dies wurde als ein wichtiger Aspekt erkannt, der zu einer Verlangsamung dynamischer Prozesse führt. Der andere Aspekt der Energielandschaft ist ihr Zusammenhang mit dem Realraumbild. Das Realraumbild ist als die Lage der Spins auf dem Gitter zu verstehen. Spins kann man zu verschiedenen Spindomänen zusammenfassen, die dann auf natürliche Weise die Struktur der Energielandschaft generieren. Für die Größe der einzelnen Cluster sind die freien Spins verantwortlich. Es wurde bestätigt, dass die Existenz einzelner Täler durch Spindomänen erklärt werden kann. Dabei wird durch das kollektive Umdrehen aller Spins in einer solcher Domäne ein anderer Cluster in einem anderen Tal erzeugt. Neben dem Zusammenhang von Spindomänen und Energielandschaft konnte der Einfluss von bestimmten zusammenhängenden Strukturen freier Spins genauer aufgeklärt werden. Hier ergeben sich Ansatzpunkte für weitergehende Untersuchungen.

This thesis introduces an alternative potentially low cost solution for hardware-in-the-loop (HIL) simulation based on the waveform relaxation (WR) method. The WR tech-nique is extended so that, without the need for a real-time simulator, the behaviour of an actual piece of physical hardware can nevertheless be tested as though it were connected to a large external electrical network. This is achieved by simulating the external network on an off-line electromagnetic transients (EMT) simulation program, and utilizing iterative exchange of waveforms between the simulation and the hardware by means of a spe-cialized Real-Time Player/Recorder (RTPR) interface device. The approach is referred to as waveform relaxation based hardware-in-the-loop (WR-HIL) simulation. To make the method possible, the thesis introduces several new innovations for stabi-lizing and accelerating the WR-HIL algorithm. It is shown that the classical WR shows poor or no convergence when at least one of the subsystems is an actual device. The noise and analog-digital converters’ quantization errors and other hardware disturbances can affect the waveforms and cause the WR to diverge. Therefore, the application of the WR method in performing HIL simulation is not straightforward and the classical WR need to be modified accordingly. Three convergence techniques are proposed to improve the WR-HIL simulation con-vergence. Each technique is evaluated by an experimental example. The stability of the WR-HIL simulation is studied and a stabilization technique is proposed to provide suffi-cient conditions for the simulation stability. The approach is also extended to include the optimization of the parameters of power system controllers located in geographically distant places. The WR-HIL simulation technique is presented with several examples. At the end of the thesis, suggestions for the future work are presented. / February 2016

Die komplizierte Struktur der Energielandschaft wurde am Beispiel des +/- J Spinglas-Modells untersucht. Sie ist in glasartigen Systemen der Schlüssel zum Verständnis einer verlangsamten Dynamik. Es wurde ein enger Zusammenhang zwischen der Dynamik und der Energielandschaft nachgewiesen. Die Energielandschaft wird in +/- J Spinglas Modellsystemen durch Cluster charakterisiert, die infolge ihrer Konnektivität größere Objekte (z.B. Täler) bilden. Einzelne Cluster, aber auch ganze Täler, sind miteinander durch sogenannten Sattelcluster verknüpft. Die physikalischen Eigenschaften werden durch die Strukturen der Verknüpfungen und durch die innere Struktur der Cluster geprägt. Zur Beschreibung der Energielandschaften wurde die genaue Kenntnis der Zustände benutzt. Auf der Grundlage des &amp;quot;branch-and-bound&amp;quot; Verfahrens war es möglich, für kleine Systeme alle Zustände bis zu der dritten Anregung zu bestimmen. Danach wurden die Konfigurationen so sortiert, dass die Beziehungen zwischen ihnen, wie z.B. Nachbarschaften und Clusterzugehörigkeiten, einfach zu finden waren. Es gelang, die exakte Landschaft für Systeme bis L=6 aufzubauen. Für größere Systeme ist es zur Zeit unmöglich, alle niederenergetischen Zustände zu finden. Eine alternative Möglichkeit, die Struktur zu beschreiben, erhält man durch Untersuchung der Verteilung der Overlap. An der Gestalt der Verteilung erkennt man, ob die niederenergetische Struktur kompliziert oder einfach ist. Bei genaueren Untersuchungen ist es sogar möglich, die Anzahl der existierenden Täler abzuschätzen. Die Untersuchungen der Overlap bei 8555 3D Systemen (L=4) weisen darauf hin, dass bei kleineren Grundzustandsenergien die Struktur durch zwei spiegelsymmetrische Täler geprägt ist. Mit wachsender Grundzustandsenergie wird die Struktur der Systeme immer komplizierter. Eine weitere wichtige Komponente der Energielandschaft ist die innere Struktur der Sattelcluster. Ein Sattelcluster besteht aus wenigstens drei Gruppen von Konfigurationen. Zwei Gruppen enthalten Konfigurationen, die mit den Grundzustandsclustern verbunden sind, und die dritte Gruppe verbindet die beiden. Es passiert oft, dass die Konfigurationsgruppen, die verschiedene Grundzustandscluster verbinden, weit voneinander entfernt liegen. Dies wurde als ein wichtiger Aspekt erkannt, der zu einer Verlangsamung dynamischer Prozesse führt. Der andere Aspekt der Energielandschaft ist ihr Zusammenhang mit dem Realraumbild. Das Realraumbild ist als die Lage der Spins auf dem Gitter zu verstehen. Spins kann man zu verschiedenen Spindomänen zusammenfassen, die dann auf natürliche Weise die Struktur der Energielandschaft generieren. Für die Größe der einzelnen Cluster sind die freien Spins verantwortlich. Es wurde bestätigt, dass die Existenz einzelner Täler durch Spindomänen erklärt werden kann. Dabei wird durch das kollektive Umdrehen aller Spins in einer solcher Domäne ein anderer Cluster in einem anderen Tal erzeugt. Neben dem Zusammenhang von Spindomänen und Energielandschaft konnte der Einfluss von bestimmten zusammenhängenden Strukturen freier Spins genauer aufgeklärt werden. Hier ergeben sich Ansatzpunkte für weitergehende Untersuchungen.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Photolumineszenzdynamik von Halbleiter-Quantentöpfen (Quantum Wells), die durch Anregung von Intraband-Übergängen mittels resonanter Laserpulse im mittleren Infrarot- und Terahertz-Spektralbereich verändert wird. Diese Zweifarbenexperimente wurden mit Hilfe eines optischen Aufbaus für zeitaufgelöste Photolumineszenzspektroskopie am Großgerät Freie-Elektronen Laser FELBE am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf realisiert. Zeitlich verzögert zur gepulsten optischen Anregung über die Bandlücke wurden Intersubband- oder Intraexziton-Übergange in den Quantum Wells resonant angeregt. Die dadurch erreichte Ladungsträgerumverteilung zeigt sich in einer deutlichen Verringerung der Photolumineszenzintensität zum Zeitpunkt des zweiten Anregepulses, die im Folgenden als Photolumineszenz-Quenching bezeichnet wird. Zunächst wird die Stärke des Photolumineszenz-Quenchings in Abhängigkeit der Polarisationsrichtung des midinfraroten Laserstrahls ausgewertet. Während die Absorption durch freie Ladungsträger für beide Polarisationsrichtungen nachweisbar ist, wird experimentell gezeigt, dass Intersubbandabsorption nur möglich ist, wenn ein Anteil der anregenden Strahlung senkrecht zur Quantum-Well-Ebene polarisiert ist. Das Photolumineszenzsignal ist überwiegend an der energetischen Position der 1s-Exzitonresonanz unterhalb der Bandkante messbar. Die intraexzitonischen Übergangsenergien in Quantum Wells liegen typischerweise im Terahertzbereich. Unter intraexzitonischer 1s-2p Anregung erscheint auch auf dieser Energieskala ein abrupter Intensitätsverlust in der langsam abklingenden Photolumineszenztransiente. Erstmalig wurde im Photolumineszenzspektrum bei höheren Energien im Abstand der Terahertz-Photonenenergie ein zusätzliches 2s-Photolumineszenzsignal detektiert. Eine detaillierte theoretische Beschreibung dieses Problems durch unsere Kooperationspartner Koch et al. von der Phillips-Universität Marburg zeigt, dass unter intraexzitonischer 1s-2p Anregung eine effiziente Coulombstreuung zwischen den nahezu entarteten exzitonischen 2p- und 2s-Zustanden stattfindet. Während der 2p-Zustand optisch dunkel ist, kann die 2s-Population strahlend rekombinieren, was zu dem besagten 2s-Photolumineszenzsignal führt. Die Zeitkonstanten der untersuchten Ladungsträgerdynamik werden durch ein phänomenologisches Modell bestimmt, das die experimentellen Kurven sehr gut abbildet. Es wird ein Ratengleichungsmodell eingeführt, bei dem die involvierten Zustände auf optisch helle und optisch dunkle Besetzungsdichten reduziert werden. Darüber hinaus werden mit einem modifizierten Versuchsaufbau die Terahertz-induzierten Photolumineszenzsignaturen von Magnetoexzitonen untersucht. Die Stärke des 1s-Photolumineszenz-Quenchings ändert sich dabei entsprechend der magnetoexzitonischen Übergänge, die im betrachteten Feldstärkebereich zwischen 0T und 7T liegen. Für Magnetfelder größer als 3T sind keine 2s-Photolumineszenzsignale mehr messbar, da durch das externe magnetische Feld die Entartung der 2p- und 2s-Zustände aufgehoben wird.