Partikelsimulationen repräsentieren eine Klasse von daten- und rechenintensiven Simulationsanwendungen, die in unterschiedlichen Bereichen der Wissenschaft und der industriellen Forschung zum Einsatz kommen. Der hohe Berechnungsaufwand der eingesetzten Lösungsmethoden und die großen Datenmengen, die zur Modellierung realistischer Probleme benötigt werden, machen die Nutzung paralleler Rechentechnik hierfür unverzichtbar. Parallelrechner mit verteiltem Speicher stellen dabei eine weit verbreitete Architektur dar, bei der eine Vielzahl an parallel arbeitenden Rechenknoten über ein Verbindungsnetzwerk miteinander Daten austauschen können. Die Berechnung von Wechselwirkungen zwischen Partikeln stellt oft den Hauptaufwand einer Partikelsimulation dar und wird mit Hilfe schneller Lösungsmethoden, wie dem Barnes-Hut-Algorithmus oder der Schnellen Multipolmethode, durchgeführt. Effiziente parallele Implementierungen dieser Algorithmen benötigen dabei eine Sortierung der Partikel nach ihren räumlichen Positionen. Die Sortierung ist sowohl notwendig, um einen effizienten Zugriff auf die Partikeldaten zu erhalten, als auch Teil von Optimierungen zur Erhöhung der Lokalität von Speicherzugriffen, zur Minimierung der Kommunikation und zur Verbesserung der Lastbalancierung paralleler Berechnungen. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Entwicklung eines effizienten parallelen Sortierverfahrens und der dafür benötigten Kommunikationsoperationen zur Datenumverteilung in Partikelsimulationen. Hierzu werden eine Vielzahl existierender paralleler Sortierverfahren für verteilten Speicher analysiert und mit den Anforderungen von Seiten der Partikelsimulationsanwendungen verglichen. Besondere Herausforderungen ergeben sich dabei hinsichtlich der Aufteilung der Partikeldaten auf verteilten Speicher, der Gewichtung zu sortierender Daten zur verbesserten Lastbalancierung, dem Umgang mit doppelten Schlüsselwerten sowie der Verfügbarkeit und Nutzung speichereffizienter Kommunikationsoperationen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird ein neues paralleles Sortierverfahren entwickelt und in die betrachteten Anwendungsprogramme integriert. Darüber hinaus wird ein neuer In-place-Algorithmus für der MPI_Alltoallv-Kommunikationsoperation vorgestellt, mit dem der Speicherverbrauch für die notwendige Datenumverteilung innerhalb der parallelen Sortierung deutlich reduziert werden kann. Das Verhalten aller entwickelten Verfahren wird jeweils isoliert und im praxisrelevanten Einsatz innerhalb verschiedener Anwendungsprogramme und unter Verwendung unterschiedlicher, insbesondere auch hochskalierbarer Parallelrechner untersucht.

In Silizium-Nanokristall-Speichern werden im Gate-Oxid eines Feldeffekttransistors eingebettete Silizium Nanokristalle genutzt, um Elektronen lokal zu speichern. Die gespeicherte Ladung bestimmt dann den Zustand der Speicherzelle. Ein wichtiger Aspekt in der Technologie dieser Speicher ist die Erzeugung der Nanokristalle mit einerwohldefinierten Größenverteilung und einem bestimmten Konzentrationsprofil im Gate-Oxid. In der vorliegenden Arbeit wurde dazu ein sehr flexibler Ansatz untersucht: die thermische Ausheilung von SiO2/SiOx (x < 2) Stapelschichten. Es wurde ein Sputterverfahren entwickelt, das die Abscheidung von SiO2 und SiOx Schichten beliebiger Zusammensetzung erlaubt. Die Bildung der Nanokristalle wurde in Abhängigkeit vom Ausheilregime und der SiOx Zusammensetzung charakterisiert, wobei unter anderem Methoden wie Photolumineszenz, Infrarot-Absorption, spektroskopische Ellipsometrie und Elektronenmikroskopie eingesetzt wurden. Anhand von MOS-Kondensatoren wurden die elektrischen Eigenschaften derart hergestellter Speicherzellen untersucht. Die Funktionalität der durch Sputterverfahren hergestellten Nanokristall-Speicher wurde erfolgreich nachgewiesen. / In silicon nanocrystal memories, electronic charge is discretely stored in isolated silicon nanocrystals embedded in the gate oxide of a field effect transistor. The stored charge determines the state of the memory cell. One important aspect in the technology of silicon nanocrystal memories is the formation of nanocrystals near the SiO2-Si interface, since both, the size distribution and the depth profile of the area density of nanocrystals must be controlled. This work has focussed on the formation of gate oxide stacks with embedded nanocrystals using a very flexible approach: the thermal annealing of SiO2/SiOx (x < 2) stacks. A sputter deposition method allowing to deposit SiO2 and SiOx films of arbitrary composition has been developed and optimized. The formation of Si NC during thermal annealing of SiOX has been investigated experimentally as a function of SiOx composition and annealing regime using techniques such as photoluminescence, infrared absorption, spectral ellipsometry, and electron microscopy. To proof the concept, silicon nanocrystal memory capacitors have been prepared and characterized. The functionality of silicon nanocrystal memory devices based on sputtered gate oxide stacks has been successfully demonstrated.

The multidisciplinary field of memristors calls for the necessity for theoreticallyinclined researchers and experimenters to join forces, merging complementary expertise and technical know-how, to develop and implement rigorous and systematic techniques to design variability-aware memristor-based circuits and systems. The availability of a predictive physics-based model for a memristor is a necessary requirement before commencing these investigations. An interesting dynamic phenomenon, occurring ubiquitously in non-volatile memristors, is fading memory. The latter may be defined as the appearance of a unique steady-state behavior, irrespective of the choice of the initial condition from an admissible range of values, for each stimulus from a certain family, for example, the DC or the purely-AC periodic input class. This paper first provides experimental evidence for the emergence of fading memory effects in the response of a TaOₓ redox-based random access memory cell to inputs from both of these classes. Leveraging the predictive capability of a physics-based device model, called JART VCM v1, a thorough system-theoretic analysis, revolving around the Dynamic Route Map graphic tool, is presented. This analysis allows to gain a better understanding of the mechanisms, underlying the emergence of history erase effects, and to identify the main factors, that modulate this nonlinear phenomenon, toward future potential applications.

The work investigates the selective deposition of cobalt oxide via atomic layer deposition. Methoxysilanes chlorosilane and poly(trimethylsilylstyrene) self-assembled monolayers are utilized to prevent wetting of water and cobalt bis(N-tert butyl, N'-ethylpropionamidinate) from the substrate, thereby controlling nucleation on the substrate and providing a pathway to enable selective deposition of cobalt oxide. Sr and Al are deposited atop the oxide films to scavenge oxygen and yield carbon-free cobalt metal films. Thermal reduction of the oxide layer in the presence of CO and H 2 was also investigated as an alternative. Finally, we demonstrate control over the tunability of the coercivity of the resultant films by controlling the reduction conditions.

Parallel, adaptive Level-of-Detail in VR simulations. Parameters for efficient reuse of already calculated reductions are investigated. Choosen reduction algorithms are evaluated. Parameters for communication within the distributed application are determined. An implementation is introduced. / Paralleles, adaptives Level-of-Detail komplexer Objekten in VR-Simulationen. Die Parameter für eine effiziente Wiederverwendung bereits berechneter Reduktionen werden untersucht. Ausgewählte Reduktionsalgorithmen werden evaluiert. Die Parameter für die Kommunikation in der verteilten Applikation werden ermittelt. Eine Implementation wird vorgestellt.

Die konventionelle Kälteerzeugung mit Kompressionskältemaschinen ist mit vielen Nachteilen verbunden: hohe elektrische Lastspitzen, Energieverbräuche, Umweltbelastungen, signifikante Kosten sowie ein umfangreicher Einsatz von ozonabbauenden Kältemitteln in den letzten Jahren. Eine wesentliche Verbesserung kann durch die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung erreicht werden. Durch die thermisch angetriebenen Kältemaschinen ist eine rationelle Nutzung der im Kühllastfall ausreichend vorhandenen Wärme möglich. Um die Kälteerzeugung weiter energetisch, wirtschaftlich und ökologisch zu verbessern, stellt der Einsatz von Kältespeichern eine aussichtsreiche Alternative dar. In diesem Projekt wird deshalb der Kältespeicher-Einsatz speziell für die Randbedingungen in Deutschland untersucht.

Thesis--Technische Universität Hannover. / Includes bibliographical references.

Algae provide an important role in aquatic food web and biochemical cycles in aquatic systems. They are affected by different environmental factors, such as pH, light, temperature and nutrients. This study aimed to describe the composition abundance and density of phytoplankton in the Hoa Binh reservoir during period from March to December 2011. Phytoplankton samples were collected monthly at four sampling stations. Result obtained showed that 6 phytoplankton classes were recorded: Cyanobacteria, Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae, Dinophyceae and Cryptophyceae. Bacillariophyceae and Cyanobacteria were the most abundant phytoplankton families constituting 61% and 32% respectively of total phytoplankton community. Colony-forming and solitary filamentous-forming of Cyanobacteria group (e.g. Microcystis aeruginosa, M. wesenbergi and Oscillatoria sp. respectively) were a common component of phytoplankton community in the early summer and autumn periods (April and September). The total cell densities of phytoplankton varied seasonally from 84210 to 100x106 cell/L. Phytoplankton density varied with season with high values in early summer and winter (April and December) and low values in summer – autumn periods (from June to October). / Tảo đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới thức ăn và chu trình sinh địa hóa của thủy vực và chúng chịu sự chi phối của nhiều yếu tố môi trường như ánh sáng, pH, nhiệt độ và dinh dưỡng. Nghiên cứu này trình bày đa dạng thành phần loài và biến động sinh khối thực vật phù du tại hồ chứa Hòa Bình từ tháng 3 đến tháng 12 năm 2011. Các mẫu thực vật nổi được thu thập hàng tháng tại 4 điểm. Kết quả đã xác định được 6 lớp tảo chính bao gồm: Vi khuẩn lam, tảo lục, tảo silic, tảo mắt, tảo giáp và tảo lông roi hai rãnh. Nhóm tảo silic và Vi khuẩn lam chiếm ưu thế với độ phong phú tương đối là 61% và 32% tương ứng trong quần xã thực vật nổi. Vi khuẩn lam dạng tập đoàn và dạng sợi (Microcystis aeruginosa, M. wesenberg, Oscillatoria sp. tương ứng) chiếm ưu thế trong quần xã thực vật nổi vào các thời điểm đầu hè và mùa thu (tháng 4 và tháng 9). Tổng mật độ tế bào thực vật nổi dao động từ 84210 đến 100 x106 cell/L. Mật độ thực vật nổi biển động theo mùa với sinh khối tê bào cao vào đầu hè và mùa đông (tháng 4 và tháng 12) và sinh khối tế bào thấp vào các mùa hè và thu (tháng 6 đến tháng 10).

Zugl.: Braunschweig, Techn. Univ., Diss., 2008

Zugl.: Ulm, Univ., Diss., 2006 u.d.T.: Frenz, Stefan: Zuverlässiger verteilter Speicher mit transaktionaler Konsistenz / Hergestellt on demand