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Morphometrische Untersuchung des Wachstums beim Alpaka (Vicugna pacos) von der Geburt bis zu einem Alter von 36 Monaten / Morphometric evaluation of the growth of Alpacas (Vicugna pacos) from birth to 36 months of ageGrund, Sarah 03 June 2014 (has links) (PDF)
Außerhalb ihrer ursprünglichen Heimat in Südamerika steigt die Anzahl der Alpakas stetig an. Die Tiere erfreuen sich auch in Deutschland einer großen Beliebtheit. Aktuellen Schätzungen zufolge leben in Deutschland circa 10.000 Alpakas. Siewerden zur Wollgewinnung, sowie als Begleit- und Therapietiere in kleinen Hobbyhaltungen oder in Beständen mit einer Herdengröße von bis zu 150 Tieren gehalten. Damit verbunden werden auch zunehmende Ansprüche an die Qualität der tierärztlichen Betreuung dieser Neuweltkameliden gestellt. Die Beurteilung des Wachstums und der Entwicklung junger Alpakas bildet dabei, genauso wie im Rahmen der Zucht, eine wichtige Grundlage. Derzeit existieren nur unzureichende Informationen über den Wachstumsverlauf beim Alpaka. Bisher dienten proportional angepasste Daten vom Lama zur Orientierung. Das Ziel dieser Arbeit ist die auf morphometrischen Daten basierende Beschreibung der physiologischen Entwicklung des Skelettes und des Körpergewichtes beim Alpaka in den ersten 36 Lebensmonaten. Weiterhin soll untersucht werden, welche Faktoren Einfluss auf das Wachstum junger Alpakas haben. Die Bestimmung einer Gleichung zur Berechnung des Körpergewichtes stellt einen weiteren Schwerpunkt der Arbeit dar.
Über einen Zeitraum von 12 Monaten wurden 162 Alpakas im Alter von wenigen Tagen bis zu 36 Monaten vermessen. In einem zweiwöchentlichen Rhythmus wurden 9 verschiedene Parameter bei jedem Tier erfasst: Gewicht, Widerristhöhe, Hüfthöhe, Rückenlänge, Rumpflänge, Tuberculum majus-Olecranon-Distanz (TOD), Basis patellae-Tuber ischiadicum-Distanz (BTD), Thoraxumfang und Body Condition Score. Mit Hilfe von speziell angefertigten Messschiebern, einer digitalen Waage und einem flexiblen Maßband erfolgte die Datenerhebung am stehenden Tier. Das Wachstum beeinflussende Faktoren wurden mittels Allgemeiner Untersuchung der Tiere, stichprobenartigen Kotprobenuntersuchungen, Futtermittelanalysen und vom Halter ausgefüllten Fragebögen erfasst.
Die erhobenen Messwerte wurden unter Verwendung der nichtparametrischen Regression LOESS (locally weighted scatterplot smoothing) zur Erstellung von Wachstumskurven genutzt, die den durchschnittlichen Wachstumsverlauf des Körpergewichtes, sowie verschiedener Körpermaße von bis zu 36 Monate alten Alpakas darstellen. Sie ermöglichen die Beurteilung der körperlichen Entwicklung eines Alpakas. Unter Anwendung der LMS-Methode (Schiefe der Verteilung der Messwerte λ [L], Mittelwert M, Standardabweichung S) wurden Perzentilkurven von vier Parametern erstellt, die als Referenzkurven und Richtlinien zur Beurteilung der tierartspezifischen Größe und des Gewichtes genutzt werden können. Wachstumsprognosen und Rückschlüsse auf das Alter eines Alpakas sind mit Hilfe der Perzentilkurven möglich. Sowohl die Wachstumskurven als auch die Perzentilkurven lassen erkennen, dass Alpakas mit 36 Monaten noch nicht ausgewachsen sind. Die Kurven wurden anhand von Messwerten von Alpakas erarbeitet, die unter Bedingungen gehalten wurden, die keinen beziehungsweise einen minimalen Einfluss auf das Wachstum haben. Dies ist anhand der Ergebnisse der parasitologischen Untersuchungen und der Futtermittelanalysen erkennbar. Weitere Auswertungen der Messdaten zeigen, dass keine signifikanten Entwicklungsunterschiede zwischen Hengsten und Stuten beziehungsweise zwischen der Rasse Huacaya und der Rasse Suri bestehen. Ähnlich wie bei anderen Tierarten auch, eignet sich der Thoraxumfang zur zuverlässigen Berechnung des Körpergewichtes besonders gut. Eine große Korrelation besteht auch zwischen der Rumpf- beziehungsweise der Rückenlänge und dem Körpergewicht.
Praktische Bedeutung haben die Erkenntnisse dieser Arbeit vor allem für Alpakazüchter und –halter, sowie für Veterinärmediziner. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für das Fütterungs- und Reproduktionsmanagement beim Alpaka. / The number of alpacas bred outside their natural habitat in South America increases continuously. Alpacas become more and more popular in Germany. According to recent estimates about 10.000 alpacas live in Germany. They are used for wool production, as companion animal and for therapeutic treatments. The alpacas are kept as pets in smaller groups or as livestock in herds of up to 150 animals. Due to the rising number of these camelids in Germany and more intense use, higher demands on the quality of veterinary care of alpacas occur. Knowledge and data on growth and development in young alpacas are essential for an objective health evaluation as well as for breeding management. Currently very limited information is available on growth of alpacas and the data published have been adapted by calculation using measurements performed on llamas. The primary objective of this study was to determine the physiological development of the skeleton and the body weight of alpacas from birth until 36 months of age based on morphometric data. An additional aim was to analyze factors that influence the growth of young alpacas. A third focus of this study was to generate a mathematical formula to calculate the body weight.
The measurements were performed on 162 alpacas with an age ranging from the first day of life up to 36 months. For each alpaca nine different parameters were determined every two weeks: body weight, height at withers, height in the hip, thoracic circumference, length of the back, length of the trunk, Greater tubercle-Olecranon-distance (TOD), Base of the patella-Ischial tuber-distance (BTD) and body condition score. All measurements were carried out on standing animals. Three custom designed caliper gauges, a digital balance and a flexible measuring tape were used to obtain the nine parameters. Factors that influence growth were captured by clinical examination, randomized fecal samples, analysis of forage and a questionnaire completed by the breeder.
Based on the data collected growth curves were developed using the nonparametric regression LOESS (locally weighted scatterplot smoothing). These curves represent the average growth pattern of body weight and various body measurements of up to 36 months old alpacas. Using theses curves the physical development of this species can be assessed. By applying the LMS-Method (skewness of the measurement distribution λ [L], mean M, coefficient of variation S) percentile curves of four different parameters have been generated. They can serve as reference curves and as guidelines for objective evaluation of species specific size and weight. Using the percentile curves a reliable prediction of growth or conclusions regarding the age of an alpaca are possible. The growth curves as well as the percentile curves show that alpacas are not mature at the age of 36 months. The curves are based upon data from alpacas who were raised under environmental conditions which have no or minimized influence on growth. This is evident in the results of the parasitological examinations and the feed analysis. Further analyses indicate that no significant differences in growth exist between males and females respectively between the two breeds Huacaya and Suri. Like in other species the thoracic circumference is particularly suitable for estimating the body weight. A strong correlation exists between body weight and the length of the trunk as well as the length of the back.
The results of this study are of practical significance for alpaca owners, breeders and veterinarians. They provide a sound basis for recommendations in feeding and management of reproduction.
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Untersuchungen zum postnatalen Skelett- und Körpermassewachstum von Hunden der Rasse West Highland White TerrierSchubert, Daniela 06 June 2011 (has links) (PDF)
In der Literaturübersicht wird neben der zugrunde gelegten Wachstumsdefinition ein Überblick über bisherige Wachstumsuntersuchungen beim Hund, über die Funktion der Epiphysenfugenscheibe sowie über die Rassegeschichte des West Highland White Terriers gegeben. Desweiteren werden erblich bedingte rassetypische Skeletterkrankungen, die während des Wachstums auftreten, dargestellt. Das Wachstumsverhalten der einzelnen Parameter wird untereinander und mit Angaben aus der Literatur vergleichend dargestellt und diskutiert.
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Phänologie und Wachstum von Pappeln und Weiden im Kurzumtrieb bei Zugabe von biologisch geklärtem Abwasser und standortshydrologischen Bedingungen der Thüringer AckerebeneLorenz, Konrad 05 June 2018 (has links) (PDF)
Due to renewable production of woody biomass, Short Rotation Coppices (SRC) are suitable for energetic and material utilization. Compared to conventional arable crops, SRC consume more water and therefore, sufficient water supply is mandatory in order to protect the yield of woody biomass. In previous studies, an increment of woody biomass in SRC due to the irrigation with clear water and sewage sludge was proved. The effect of biologically treated wastewater on the growth of SRC is, however, largely unknown. The objective of this study is to investigate this effect. Experimental plots were established in the lowland of Thuringia to carry out field recordings and irrigations which were adapted to site conditions. The utilization of biologically treated wastewater enables the use of an additional water resource without consuming fresh water sources.
The investigations serve to test the following hypotheses:
The production of higher yields of biomass - divided into woody and leafy biomass - is assumed at the irrigated plots compared to the non- irrigated plots. Older and groundwater- influenced plots show a higher biomass production as the younger and groundwater- distant plots. The use of biologically treated wastewater in addition prolongs the growing season. That means that foliation time commences earlier and leaf fall is delayed.
The different sites located in the Thuringian lowlands which were investigated show high site quality indexes, however, they also belong to one of the driest regions of Germany due to their low precipitation. The subject of investigation was to determine the additional amount of biologically treated wastewater required to create optimum conditions in soil water supply for plant growth. The irrigation measures and meteorological field recordings were implemented at different sites of up to six years old poplar and willow plantations. The irrigation requirements of the plots were determined based on a water budget model (ZEPHYR). Dependent on weather, soil and growth conditions the time and quantity of irrigation were calculated. The biologically treated wastewater was irrigated at the plots using a tank wagon in combination with a pipe system and connected water meter. The wastewater transfer within the plot was carried out by means of furrow irrigation.
The main focus of the investigations was to determine the annual net primary production divided into woody and leafy biomass and the intra- annual trend of growth of irrigated and non- irrigated poplars and willows in dependence of age and soil water supply. For that purpose, measurements of woody biomass, phenological observations and measurements of water balance values on groundwater- influenced and groundwater- distant sites were carried out during vegetation time. Moreover, following each period of vegetation, the increment of woody biomass of the investigation plots was estimated due to complete recordings.
It was possible to model the increment of woody biomass of poplar and willow plantations dependent on age and soil water supply based on measured data.
The irrigation with biologically treated wastewater shows positive effects in production of woody biomass at both, groundwater- distant and slightly groundwater- influenced plots. Irrigated trees show a higher leafy and woody biomass than non- irrigated. No effects of irrigation were detected at strongly groundwater- influenced plots. On all investigation plots, the poplars produce more woody biomass as the willows. The older trees produce more woody biomass than the younger ones. The intra- annual trend of growth at the plots close to the groundwater is not influenced by the additional irrigation. At groundwater- distant plots, an effect of temporal prolongation of vertical growth caused by irrigation could be established. The phenological observations show a differentiation of leaf fall. Irrigated and non- irrigated plots show a similar date of termination of leaf fall. However, the leaf fall begins later at irrigated plots than at non- irrigated. No effect on the trend of foliation caused by the utilization of biologically treated wastewater is established.
An irrigation of SRC with biologically treated wastewater is suitable for an increment of yield at groundwater- distant sites provided that site conditions are taken into account. It is, however, only economically feasible under certain conditions such as for example short distances to the place where the biologically treated wastewater is discharged, or where existing wastewater reservoirs can be used. An irrigation of SRC in the immediate vicinity of a purification plant or the utilization of pre-existing reservoirs is conceivable as a means of decreasing costs of transportation, storage and irrigation while increasing yield. / Kurzumtriebsplantagen (KUP) sind durch die regenerative Erzeugung einer hohen Dendromasse zur energetischen und stofflichen Verwertung gekennzeichnet. Aufgrund des im Vergleich zu konventionellen Ackerfrüchten höheren Wasserverbrauches muss eine ausreichende Wasserversorgung des jeweiligen Standortes für die Sicherung und Steigerung von Dendromasseerträgen in KUP gewährleistet sein. Eine Dendromasseerhöhung in KUP durch Zugabe von Klarwasser und Klärschlämmen wurde in früheren Untersuchungen nachgewiesen. Die Wirkung von biologisch geklärtem Abwasser auf das Wachstum von KUP ist dagegen weitgehend unbekannt. Die vorliegende Studie hat das Ziel, diese Wirkung zu untersuchen. In der Thüringer Ackerebene wurden Versuchsflächen eingerichtet, die neben den Feldaufnahmen auch eine standortangepasste Bewässerung zulässt. Die Verwendung von biologisch geklärtem Abwasser ermöglicht es, eine zusätzliche Wasserressource in Anspruch zu nehmen, ohne auf Frischwasserquellen zurückgreifen zu müssen.
Die Untersuchungen sollten u. a. dazu dienen, folgende Hypothesen zu testen:
Die Produktion höherer Biomasseerträge, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, wird bei den bewässerten Beständen im Vergleich zu den unbewässerten angenommen. Die älteren und grundwasserbeeinflussten Bestände weisen eine höhere Biomasseproduktion auf als die jüngeren und grundwasserfernen. Zusätzlich eingesetztes biologisch geklärtes Abwasser verlängert die Vegetationszeit. Das bedeutet, dass der Blattaustrieb früher beginnt und der Laubfall verzögert wird.
Die verschiedenen untersuchten Standorte der Thüringer Ackerebene weisen zwar hohe Ackerzahlen auf, zählen jedoch hinsichtlich der Niederschläge zu einer der trockensten Region Deutschlands. Gegenstand der Untersuchungen war es, welche Zusatzmengen an biologisch geklärtem Abwasser für die verschiedenen Standorte notwendig waren, um optimale Verhältnisse in der Bodenwasserversorgung für das Pflanzenwachstum zu schaffen. Die Bewässerungsmaßnahmen und meteorologischen Feldaufnahmen wurden auf verschiedenen Standorten von bis zu sechsjährigen Pappel- und Weidenplantagen durchgeführt. Der Bewässerungsbedarf der Bestände wurde mit einem Wasserhaushaltsmodell („ZEPHYR“) ermittelt. In Abhängigkeit von der Witterung, dem Boden und der Pflanzenentwicklung wurden der Zeitpunkt und die Höhe der Bewässerungsmenge berechnet. Das biologisch geklärte Abwasser wurde durch einen Tankwagen in Kombination mit einem Rohrleitungssystem und angeschlossenem Wasserzähler (Wasseruhr) auf die Flächen ausgebracht. Die Abwassergabe innerhalb der Parzelle erfolgte als Furchenbewässerung.
Schwerpunkt der Untersuchungen war die jährliche Ermittlung der Nettoprimärproduktion, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, und der innerjährliche Verlauf des Wachstums von bewässerten und unbewässerten Pappeln und Weiden in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung. Dazu wurden innerhalb der Vegetationsperioden Messungen der Bestandesdendromasse, phänologische Beobachtungen und Messungen von Wasserhaushaltsgrößen auf grundwasserbeeinflussten und grundwasserfernen Standorten durchgeführt. Zudem wurden nach jeder Vegetationsperiode die Zuwächse der Versuchsbestände durch Vollkluppungen geschätzt.
Mit den gemessenen Daten war es möglich, die Dendromassezuwächse von Pappel- und Weiden-KUP in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung zu modellieren.
Positive Ergebnisse durch die Bewässerung zeigen sich bezüglich der Dendromasseproduktion sowohl bei den grundwasserfernen als auch bei den leicht grundwasserbeeinflussten Beständen. Die bewässerten Bestände weisen eine größere Laub- und Dendromasse auf als die unbewässerten. Bei den stark grundwasserbeeinflussten Beständen sind keine Bewässerungseffekte nachzuweisen. Auf allen Versuchsflächen produzieren die Pappeln mehr Dendromasse als die Weiden. Die älteren Bestände bilden mehr Dendromasse als die jüngeren. Der innerjährliche Wachstumsverlauf wird bei grundwassernahen Beständen durch die Zusatzbewässerung nicht beeinflusst. Bei grundwasserfernen Standorten ist ein Bewässerungseffekt, der eine zeitliche Verlängerung des Höhenwachstums verursacht, festzustellen. Die phänologischen Beobachtungen zeigen eine Differenzierung des Laubfalles. Bewässerte und unbewässerte Bestände weisen ein ähnliches Datum der Beendigung des Laubfalles auf. Allerdings setzt der Laubfall bei den bewässerten Beständen später als bei den unbewässerten ein. Ein Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Verlauf des Blattaustriebes wird nicht nachgewiesen.
Eine Bewässerung von KUP mit biologisch geklärtem Abwasser ist unter Beachtung standörtlicher Voraussetzungen für eine Ertragssteigerung auf grundwasserfernen Standorten geeignet. Sie ist aber nur dann zu rechtfertigen, wenn betriebswirtschaftliche Rahmenbedingungen, wie z. B. kurze Entfernungen zum Ort der Ausbringung des biologisch geklärten Abwassers oder die Nutzung von bereits existierenden Abwasserspeichern, eingehalten werden. Denkbar wäre eine Bewässerung von KUP im direkten Umfeld einer Kläranlage oder die Nutzung bereits vorhandener Wasserspeicher, um die Transport-, Speicher- und Bewässerungskosten bei gleichzeitiger Ertragserhöhung zu senken.
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Phänologie und Wachstum von Pappeln und Weiden im Kurzumtrieb bei Zugabe von biologisch geklärtem Abwasser und standortshydrologischen Bedingungen der Thüringer AckerebeneLorenz, Konrad 01 August 2017 (has links)
Due to renewable production of woody biomass, Short Rotation Coppices (SRC) are suitable for energetic and material utilization. Compared to conventional arable crops, SRC consume more water and therefore, sufficient water supply is mandatory in order to protect the yield of woody biomass. In previous studies, an increment of woody biomass in SRC due to the irrigation with clear water and sewage sludge was proved. The effect of biologically treated wastewater on the growth of SRC is, however, largely unknown. The objective of this study is to investigate this effect. Experimental plots were established in the lowland of Thuringia to carry out field recordings and irrigations which were adapted to site conditions. The utilization of biologically treated wastewater enables the use of an additional water resource without consuming fresh water sources.
The investigations serve to test the following hypotheses:
The production of higher yields of biomass - divided into woody and leafy biomass - is assumed at the irrigated plots compared to the non- irrigated plots. Older and groundwater- influenced plots show a higher biomass production as the younger and groundwater- distant plots. The use of biologically treated wastewater in addition prolongs the growing season. That means that foliation time commences earlier and leaf fall is delayed.
The different sites located in the Thuringian lowlands which were investigated show high site quality indexes, however, they also belong to one of the driest regions of Germany due to their low precipitation. The subject of investigation was to determine the additional amount of biologically treated wastewater required to create optimum conditions in soil water supply for plant growth. The irrigation measures and meteorological field recordings were implemented at different sites of up to six years old poplar and willow plantations. The irrigation requirements of the plots were determined based on a water budget model (ZEPHYR). Dependent on weather, soil and growth conditions the time and quantity of irrigation were calculated. The biologically treated wastewater was irrigated at the plots using a tank wagon in combination with a pipe system and connected water meter. The wastewater transfer within the plot was carried out by means of furrow irrigation.
The main focus of the investigations was to determine the annual net primary production divided into woody and leafy biomass and the intra- annual trend of growth of irrigated and non- irrigated poplars and willows in dependence of age and soil water supply. For that purpose, measurements of woody biomass, phenological observations and measurements of water balance values on groundwater- influenced and groundwater- distant sites were carried out during vegetation time. Moreover, following each period of vegetation, the increment of woody biomass of the investigation plots was estimated due to complete recordings.
It was possible to model the increment of woody biomass of poplar and willow plantations dependent on age and soil water supply based on measured data.
The irrigation with biologically treated wastewater shows positive effects in production of woody biomass at both, groundwater- distant and slightly groundwater- influenced plots. Irrigated trees show a higher leafy and woody biomass than non- irrigated. No effects of irrigation were detected at strongly groundwater- influenced plots. On all investigation plots, the poplars produce more woody biomass as the willows. The older trees produce more woody biomass than the younger ones. The intra- annual trend of growth at the plots close to the groundwater is not influenced by the additional irrigation. At groundwater- distant plots, an effect of temporal prolongation of vertical growth caused by irrigation could be established. The phenological observations show a differentiation of leaf fall. Irrigated and non- irrigated plots show a similar date of termination of leaf fall. However, the leaf fall begins later at irrigated plots than at non- irrigated. No effect on the trend of foliation caused by the utilization of biologically treated wastewater is established.
An irrigation of SRC with biologically treated wastewater is suitable for an increment of yield at groundwater- distant sites provided that site conditions are taken into account. It is, however, only economically feasible under certain conditions such as for example short distances to the place where the biologically treated wastewater is discharged, or where existing wastewater reservoirs can be used. An irrigation of SRC in the immediate vicinity of a purification plant or the utilization of pre-existing reservoirs is conceivable as a means of decreasing costs of transportation, storage and irrigation while increasing yield. / Kurzumtriebsplantagen (KUP) sind durch die regenerative Erzeugung einer hohen Dendromasse zur energetischen und stofflichen Verwertung gekennzeichnet. Aufgrund des im Vergleich zu konventionellen Ackerfrüchten höheren Wasserverbrauches muss eine ausreichende Wasserversorgung des jeweiligen Standortes für die Sicherung und Steigerung von Dendromasseerträgen in KUP gewährleistet sein. Eine Dendromasseerhöhung in KUP durch Zugabe von Klarwasser und Klärschlämmen wurde in früheren Untersuchungen nachgewiesen. Die Wirkung von biologisch geklärtem Abwasser auf das Wachstum von KUP ist dagegen weitgehend unbekannt. Die vorliegende Studie hat das Ziel, diese Wirkung zu untersuchen. In der Thüringer Ackerebene wurden Versuchsflächen eingerichtet, die neben den Feldaufnahmen auch eine standortangepasste Bewässerung zulässt. Die Verwendung von biologisch geklärtem Abwasser ermöglicht es, eine zusätzliche Wasserressource in Anspruch zu nehmen, ohne auf Frischwasserquellen zurückgreifen zu müssen.
Die Untersuchungen sollten u. a. dazu dienen, folgende Hypothesen zu testen:
Die Produktion höherer Biomasseerträge, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, wird bei den bewässerten Beständen im Vergleich zu den unbewässerten angenommen. Die älteren und grundwasserbeeinflussten Bestände weisen eine höhere Biomasseproduktion auf als die jüngeren und grundwasserfernen. Zusätzlich eingesetztes biologisch geklärtes Abwasser verlängert die Vegetationszeit. Das bedeutet, dass der Blattaustrieb früher beginnt und der Laubfall verzögert wird.
Die verschiedenen untersuchten Standorte der Thüringer Ackerebene weisen zwar hohe Ackerzahlen auf, zählen jedoch hinsichtlich der Niederschläge zu einer der trockensten Region Deutschlands. Gegenstand der Untersuchungen war es, welche Zusatzmengen an biologisch geklärtem Abwasser für die verschiedenen Standorte notwendig waren, um optimale Verhältnisse in der Bodenwasserversorgung für das Pflanzenwachstum zu schaffen. Die Bewässerungsmaßnahmen und meteorologischen Feldaufnahmen wurden auf verschiedenen Standorten von bis zu sechsjährigen Pappel- und Weidenplantagen durchgeführt. Der Bewässerungsbedarf der Bestände wurde mit einem Wasserhaushaltsmodell („ZEPHYR“) ermittelt. In Abhängigkeit von der Witterung, dem Boden und der Pflanzenentwicklung wurden der Zeitpunkt und die Höhe der Bewässerungsmenge berechnet. Das biologisch geklärte Abwasser wurde durch einen Tankwagen in Kombination mit einem Rohrleitungssystem und angeschlossenem Wasserzähler (Wasseruhr) auf die Flächen ausgebracht. Die Abwassergabe innerhalb der Parzelle erfolgte als Furchenbewässerung.
Schwerpunkt der Untersuchungen war die jährliche Ermittlung der Nettoprimärproduktion, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, und der innerjährliche Verlauf des Wachstums von bewässerten und unbewässerten Pappeln und Weiden in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung. Dazu wurden innerhalb der Vegetationsperioden Messungen der Bestandesdendromasse, phänologische Beobachtungen und Messungen von Wasserhaushaltsgrößen auf grundwasserbeeinflussten und grundwasserfernen Standorten durchgeführt. Zudem wurden nach jeder Vegetationsperiode die Zuwächse der Versuchsbestände durch Vollkluppungen geschätzt.
Mit den gemessenen Daten war es möglich, die Dendromassezuwächse von Pappel- und Weiden-KUP in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung zu modellieren.
Positive Ergebnisse durch die Bewässerung zeigen sich bezüglich der Dendromasseproduktion sowohl bei den grundwasserfernen als auch bei den leicht grundwasserbeeinflussten Beständen. Die bewässerten Bestände weisen eine größere Laub- und Dendromasse auf als die unbewässerten. Bei den stark grundwasserbeeinflussten Beständen sind keine Bewässerungseffekte nachzuweisen. Auf allen Versuchsflächen produzieren die Pappeln mehr Dendromasse als die Weiden. Die älteren Bestände bilden mehr Dendromasse als die jüngeren. Der innerjährliche Wachstumsverlauf wird bei grundwassernahen Beständen durch die Zusatzbewässerung nicht beeinflusst. Bei grundwasserfernen Standorten ist ein Bewässerungseffekt, der eine zeitliche Verlängerung des Höhenwachstums verursacht, festzustellen. Die phänologischen Beobachtungen zeigen eine Differenzierung des Laubfalles. Bewässerte und unbewässerte Bestände weisen ein ähnliches Datum der Beendigung des Laubfalles auf. Allerdings setzt der Laubfall bei den bewässerten Beständen später als bei den unbewässerten ein. Ein Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Verlauf des Blattaustriebes wird nicht nachgewiesen.
Eine Bewässerung von KUP mit biologisch geklärtem Abwasser ist unter Beachtung standörtlicher Voraussetzungen für eine Ertragssteigerung auf grundwasserfernen Standorten geeignet. Sie ist aber nur dann zu rechtfertigen, wenn betriebswirtschaftliche Rahmenbedingungen, wie z. B. kurze Entfernungen zum Ort der Ausbringung des biologisch geklärten Abwassers oder die Nutzung von bereits existierenden Abwasserspeichern, eingehalten werden. Denkbar wäre eine Bewässerung von KUP im direkten Umfeld einer Kläranlage oder die Nutzung bereits vorhandener Wasserspeicher, um die Transport-, Speicher- und Bewässerungskosten bei gleichzeitiger Ertragserhöhung zu senken.
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Herstellung, Kristallisation und Charakterisierung von Natrium-Seltenerd-Fluorid-NanopartikelnVoß, Benjamin 15 May 2014 (has links)
Natriumseltenerdfluoride weisen optische und magnetische Eigenschaften auf, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen, wie z.B. als Biomarker in bildgebenden Verfahren oder als Lasermaterial sehr interessant machen. Nanokristalline Partikel dieses Materials wurden angesichts ihrer interessanten optischen Eigenschaften in den letzten Jahren sehr intensiv untersucht. Dabei ist die Herstellung monodisperser Nanopartikel ein zentraler Punkt der aktuellen Forschung, da gerade der Einsatz als Biomarker besonders einheitliche Partikel erfordert. Mehrere Synthesemethoden beschreiben die Bildung monodisperser Partikel, jedoch konnte die Ursache der besonders engen Partikelgrößenverteilung in diesen Fällen nicht aufgeklärt werden. Basierend auf einer Synthesemethode, bei der kleine aufgereinigte, d.h. monomerfreie kubische und hexagonale Partikel (Opferpartikel) als Edukt eingesetzt werden, wurde die Bildung monodisperser Nanopartikel von NaSmF4, NaEuF4, NaGdF4 und NaTbF4 untersucht. Dafür wurden kolloidale Lösungen der Opferpartikel auf 320°C erhitzt und die zeitliche Änderung der Partikelgröße und des Molenbruchs mittels Röntgenpulverdiffraktometrie nachverfolgt. Anhand der TEM-Aufnahmen konnte eine relative Fokussierung der Partikelgrößenverteilung während der Reaktion binärer Gemische aus kleinen kubischen und hexagonalen Partikeln beobachtet werden. Da kein weiteres Monomer der kolloidalen Lösung der Opferpartikel zugegeben wurde, war ein Wachstum der Partikel nur durch Ostwald-Reifung möglich. Entsprechend zeigten die Emissionsspektren der Nanopartikel, hergestellt aus einem Gemisch kleiner NaGdF4- und NaEuF4-Partikel, eine Durchmischung der Seltenerdionen, wie ebenfalls für Produktpartikel, die aus dotierten NaGdF4:Eu3+-Partikeln hergestellt wurden, beobachtet. Die Bildung monodisperser Partikel durch Ostwald-Reifung erfordert eine Monomerübersättigung. Die Experimente weisen daraufhin, dass die höhere Löslichkeit der thermodynamisch weniger stabilen kubischen α-Phase zu einer vergleichsweise hohen Monomerkonzentration während der Ostwald-Reifung führt. Diese Höhe der Monomerkonzentration stellt für die Partikel (Keime) der stabileren β-Phase eine Übersättigung an Monomeren dar. Der Löslichkeitsunterschied zwischen der α- und β-Phase bildet somit den Ursprung für die Bildung nahezu monodisperser NaSEF4-Nanopartikel.
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Effect of fertilizer on lead (Pb) accumulation ability of Polygonum hydropiper L.Chu, Thi Thu Ha, Nguyen, Phuong Hanh, Nguyen, Thi Hien, Ha, Thi Van Anh, Nguyen, The Cuong, Nguyen, Thi Thu Anh, Nguyen, Duc Anh, Dang, Van An, Vu, Van Tu 16 January 2019 (has links)
Polygonum hydropiper L. was cultivated on alluvial soil (Pb = 2.6 mg/kg, dry weight) and Pb contaminated soil (Pb = 1,380 mg/kg dry weight) without and with amendment of 2 g organic fertilizer/kg soil and 2.5; 5.0; 10.0 g NPK fertilizer/1kg soil. After 45 days of cultivation, the growth in height and biomass of P. hydropiper in Pb contaminated soil without amendment of fertilizer was lower than that in alluvial soil, but the Pb content in the above-ground part of the P. hydropiper was higher. In the formula 4, on Pb contaminated soil (Pb = 1,380 mg/kg dry weight), when amending 2 g of microbiological organic fertilizer + 5 g NPK fertilizer per 1 kg of soil (with the total nutrients amended were: N = 0.25, P2O5= 0.52, K2O = 0.15, and organic matter = 0.21 g/kg soil), growth of P. hydropiper was optimal (its height and biomass were up to 244.0% and 284.9% in comparison to that of before experiment) and their Pb extraction potential was promoted to the highest level among the formulae used. The average level of Pb accumulated in the above-ground part of P. hydropiper cultivated at formula 4 was 1,098.3 mg/kg dry weight (DW) after 45 days of cultivation that was 1.6 time higher than the one of formula 2 without fertilizer amendment (687.8 mg/kg DW). The potential of Pb extracted and stored in the above-ground part of P. hydropiper cultivated at formula 4 after 45 days was 479.2 g/ha that was 2.85 time higher than the one of formula 2 without fertilizer amendment (168.02 g/ha). / Nghể răm Polygonum hydropiper L. được trồng theo 5 công thức trên đất phù sa không ô nhiễm chì (Pb = 2,6 mg/kg khô) và đất ô nhiễm chì (Pb = 1380 mg/kg khô)không bón phân và có bón phân với các liều lượng 2 g phân hữu cơ vi sinh/1 kg đất và 2,5; 5,0; 10,0 g phân NPK /1 kg đất. Sau 45 ngày thí nghiệm trồng cây, tăng trưởng về chiều cao và sinh khối của cây trên đất ô nhiễm Pb không bón phân thấp hơn trên đất phù sa, nhưng hàm lượng Pb trong phần trên mặt đất của cây cao hơn. Ở công thức (CT) 4, trên đất ô nhiễm chì (Pb = 1380 mg/kg khô) khi bón phân với liều lượng 2 g hữu cơ + 5 g NPK/1 kg đất (với tổng hàm lượng dinh dưỡng được bón là: N = 0,25, P2O5= 0,52, K2O = 0,15, và chất hữu cơ = 0,21 g/kg đất) thì tăng trưởng của câynghể răm đạt tối ưu (chiều cao và khối lượng đạt 244,0 % và 284, 9% so với trước thí nghiệm) và tiềm năng hút thu Pb của chúng cũng được thúc đẩy cao nhất trong số các công thức được sử dụng. Lượng Pb trung bình tích lũy trong phần trên mặt đất của nghể răm ở CT 4 đạt 1.098,3 mg/kg khô sau 45 ngày trồng, cao gấp 1,6 lần so với cây ở công thức 2 không bón phân (687,8 mg/kg khô). Khả năng loại bỏ Pb từ đất ô nhiễm của nghể răm khi được bón phân ở CT4 đạt 479,2 g/ha sau 45 ngày trồng, cao gấp 2,85 lần so với cây ở CT 2 không bón phân (168,02 g/ha).
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Oberflächenphysikalische Untersuchungen zur Graphen-Substrat WechselwirkungSchädlich, Philip 27 September 2022 (has links)
Graphene, a single layer of carbon atoms, exhibits unique electronic properties and successfully acts as a pioneer in the field of two-dimensional material systems. Reliable and scalable synthesis methods as well as understanding of the underlying processes are essential to fully exploit the potential of these materials. Apart from that, due to the two-dimensional nature of these systems, the interaction with a substrate surface easily affects their properties and simultaneously allows to manipulate them.
This thesis presents a detailed study of graphene layers grown by polymer-assisted sublimation growth on different SiC polytypes. Different surface terminations of the hexagonal 4H and 6H SiC polytype alter the electronic properties of the graphene layer. This also shows up as differences in the electron reflectivity, for which possible explanations are discussed, e.g. the influence of the spontaneous polarization of the hexagonal polytypes.
Dislocations and stacking domains in epitaxial monolayer and bilayer graphene are identified by means of darkfield microscopy and point towards strain between the successive layers. In monolayer graphene, thin dislocation lines indicate uniaxial strain, while larger, triangular stacking domains in bilayer graphene are the result of isotropic strain between the two graphene layers. Epitaxial monolayer graphene is transformed into quasi-freestanding bilayer graphene by hydrogen intercalation, which alters the strain between the layers such that the typical bilayer stacking domains emerge.
Graphene grown by chemical vapor deposition frequently shows a wrinkled surface, which can be attributed to the formation of surface facets. The structure of these facets is imprinted in the graphene layers, which maintain this structure even after the transfer onto an epitaxial buffer layer. The surface restructuring of the growth substrate is driven by the graphene formation itself as the surface facets undergo a step bunching with increasing graphene coverage. In bilayer graphene stacking domains are observed which differ systematically from the domains found in epitaxial bilayer graphene. The underlying strain in the layers strongly correlates with the faceting of the substrate such that the stacking order changes in the vicinity of the inclined surface facets. Just like the surface facets, the stacking domains are robust during the transfer on a target substrate and can be observed on the epitaxial buffer layer.
The results of this studies underline the importance of the interaction with the substrate in order to understand the properties of graphene and many related two-dimensional materials. Understanding these interactions enables the manipulation of material’s properties, e.g. the stacking order of heterostructures.:1 Einleitung 1
2 Grundlagen 5
2.1 Siliziumkarbid 5
2.2 Graphen 9
2.3 Wachstum von epitaktischem Graphen auf SiC 14
2.4 Chemische Gasphasenabscheidung von Graphen auf Metallsubstraten 18
3 Experimentelle Methoden 19
3.1 Photoelektronenspektroskopie 19
3.2 Niederenergie-Elektronenmikroskopie 30
3.2.1 Das Instrument 30
3.2.2 Kontrastentstehung 33
3.2.3 Messmodi 38
3.3 Rasterkraftmikroskopie 43
3.4 Elektronenstrahlverdampfer 45
4 Polymerunterstütztes Sublimationswachstum auf SiC(0001) 47
4.1 Untersuchungen zur Optimierung des PASG-Prozesses 47
4.2 Stapeldomänen und Versetzungslinien in PASG-Graphen 59
4.3 Präparation von n-typ und p-typ Graphenstreifen 68
4.4 Zusammenfassung 81
5 Graphen auf inäquivalenten Siliziumkarbid-Terminierungen 83
5.1 Step-flow Model mit minimaler Stufenhöhe 83
5.2 Identifikation der Stapelterminierung 88
5.3 Graphen auf inäquivalenten Terminierungen auf 6H-SiC 93
5.4 Graphen auf inäquivalenten Terminierungen auf 4H-SiC 106
5.5 Zusammenfassung 110
6 Graphen auf Kupferfolie und Transfer auf eine Pufferschicht 113
6.1 Graphen auf poly-kristalliner Kupferfolie 113
6.2 Graphen auf Cu(111) 115
6.3 Facettierung der Kupferoberfläche 121
6.4 Identifikation von Domänen unterschiedlicher Stapelfolge 126
6.5 Transfer auf eine epitaktische Pufferschicht 128
6.6 Zusammenfassung 133
7 Untersuchungen zur Abscheidung von Nickel auf epitaktischem Graphen 135
7.1 Wachstumsverhalten dünner Schichten 135
7.2 Das Wachstum auf Graphen und Pufferschicht 137
7.3 Temperatureinfluss auf das Wachstum 141
7.4 Kornvergrößerung der Nickelcluster 145
7.5 Zusammenfassung 150
8 Zusammenfassung 153
9 Anhang 157
9.1 Labor-Anleitung zum PASG-Prozess 157
9.2 Auswertung der am LEEM generierten ARPES-Daten 159
10 Literaturverzeichnis 165
11 Danksagung 175
12 Publikationsliste 181
13 Konferenzbeiträge 183 / Graphen ist eine monoatomar dünne Kohlenstoffschicht mit einzigartigen elektronischen Eigenschaften, die erfolgreich als Modellsystem für vielseitige Pionierarbeit auf dem Forschungsgebiet zweidimensionaler Materialien dient. Hierbei sind zuverlässige, skalierbare Herstellungsmethoden und das Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen essentiell, um das Potential dieser Materialien vollumfänglich ausschöpfen zu können. Darüber hinaus liegt es in ihrer zweidimensionalen Natur, dass durch die Wechselwirkung mit den verwendeten Substratoberflächen die Eigenschaften der dünnen Materialien entscheidend beeinflusst werden und somit manipuliert werden können.
Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine umfassende Charakterisierung von Graphenschichten, die mittels polymerunterstützter Sublimationsepitaxie auf verschiedenen SiC-Kristallen hergestellt wurden. Es wird gezeigt, dass verschiedene Terminierungen der hexagonalen Polytypen 4H und 6H des SiC-Substrats das Graphen in seinen elektronischen Eigenschaften verändern. Dies äußert sich durch Unterschiede in der Elektronenreflektivität, für die verschiedene Ursachen, wie der Einfluss der spontanen Polarisation der hexagonalen Polytypen, diskutiert werden.
Versetzungen und Stapeldomänen in Monolagen- und Bilagen-Graphen auf SiC werden durch Dunkelfeldmikroskopie identifiziert und weisen auf Verspannungen zwischen den Schichten hin. Während auf Monolagen-Graphen schmale Versetzungslinien auf uniaxiale Verspannung hinweisen, deuten größere, dreieckige Domänen in Bilagen-Graphen auf isotrope Verspannung zwischen zwei Graphenlagen hin. Durch die Interkalation von Wasserstoff kann Monolagen-Graphen in quasifreistehendes Bilagen-Graphen umgewandelt werden, wodurch sich die Verspannung verändert und die für Bilagen-Graphen typischen Stapeldomänen gebildet werden.
Graphen, das durch chemische Gasphasenabscheidung auf Kupfer hergestellt wird, zeigt häufig eine faltige Oberfläche, die auf Facetten der Substratoberfläche zurückzuführen ist, und auch nach dem Transfer auf eine durch Sublimationsepitaxie hergestellte Pufferschicht vorhanden ist. Das Graphenwachstum selbst fördert die Restrukturierung der Substratoberfläche zu Facetten, sodass mit steigender Schichtdicke eine Art Stufenbündelung benachbarter Facetten zu beobachten ist. Bilagen-Graphen zeigt auch hier Stapeldomänen, die sich jedoch deutlich von den Domänen in epitaktischem Graphen unterscheiden. Die zugrundliegende Verspannung hängt hier stark mit der Facettierung der Substratoberfläche zusammen, wodurch sich die Stapelfolge in der Nähe der inklinierten Flächen des Substrats ändert. Die Stapeldomänen sind, wie die Falten im Graphen, ausreichend stabil, um auch nach dem Transfer auf ein Zielsubstrat beobachtet zu werden.
Die Ergebnisse der Arbeiten unterstreichen, dass die Wechselwirkung mit dem Substrat einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis von Graphen und damit weiterer zweidimensionaler Materialien leistet und damit die Möglichkeit eröffnet, die Eigenschaften wie beispielsweise die Stapelfolge der Materialien in Heterostrukturen gezielt zu beeinflussen.:1 Einleitung 1
2 Grundlagen 5
2.1 Siliziumkarbid 5
2.2 Graphen 9
2.3 Wachstum von epitaktischem Graphen auf SiC 14
2.4 Chemische Gasphasenabscheidung von Graphen auf Metallsubstraten 18
3 Experimentelle Methoden 19
3.1 Photoelektronenspektroskopie 19
3.2 Niederenergie-Elektronenmikroskopie 30
3.2.1 Das Instrument 30
3.2.2 Kontrastentstehung 33
3.2.3 Messmodi 38
3.3 Rasterkraftmikroskopie 43
3.4 Elektronenstrahlverdampfer 45
4 Polymerunterstütztes Sublimationswachstum auf SiC(0001) 47
4.1 Untersuchungen zur Optimierung des PASG-Prozesses 47
4.2 Stapeldomänen und Versetzungslinien in PASG-Graphen 59
4.3 Präparation von n-typ und p-typ Graphenstreifen 68
4.4 Zusammenfassung 81
5 Graphen auf inäquivalenten Siliziumkarbid-Terminierungen 83
5.1 Step-flow Model mit minimaler Stufenhöhe 83
5.2 Identifikation der Stapelterminierung 88
5.3 Graphen auf inäquivalenten Terminierungen auf 6H-SiC 93
5.4 Graphen auf inäquivalenten Terminierungen auf 4H-SiC 106
5.5 Zusammenfassung 110
6 Graphen auf Kupferfolie und Transfer auf eine Pufferschicht 113
6.1 Graphen auf poly-kristalliner Kupferfolie 113
6.2 Graphen auf Cu(111) 115
6.3 Facettierung der Kupferoberfläche 121
6.4 Identifikation von Domänen unterschiedlicher Stapelfolge 126
6.5 Transfer auf eine epitaktische Pufferschicht 128
6.6 Zusammenfassung 133
7 Untersuchungen zur Abscheidung von Nickel auf epitaktischem Graphen 135
7.1 Wachstumsverhalten dünner Schichten 135
7.2 Das Wachstum auf Graphen und Pufferschicht 137
7.3 Temperatureinfluss auf das Wachstum 141
7.4 Kornvergrößerung der Nickelcluster 145
7.5 Zusammenfassung 150
8 Zusammenfassung 153
9 Anhang 157
9.1 Labor-Anleitung zum PASG-Prozess 157
9.2 Auswertung der am LEEM generierten ARPES-Daten 159
10 Literaturverzeichnis 165
11 Danksagung 175
12 Publikationsliste 181
13 Konferenzbeiträge 183
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Coordination of tissue shape and size in the developing zebrafish neuroepitheliumMatejčić, Marija 27 November 2018 (has links)
For many developing tissues, their shape is established early in development and needs to be scaled isotropically during subsequent growth. The way by which cells inside tissues enable coordinated isotropic tissue scaling is not understood, however, as most studies focused on changing tissue shapes during development. In this study, I follow cell and tissue shape changes in the zebrafish retinal neuroepithelium, which forms a smooth cup early in development and maintains this architecture as it grows. By 3D tissue-wide analysis, I identify global cell elongation as a cellular mechanism that can maintain retinal shape during growth. Timely cell height increase occurs concurrently with a non-cell autonomous actin redistribution, during which the ratio of apico-basal to lateral actin intensity increases. Blocking actin redistribution and cell height increase perturbs isotropic tissue scaling and leads to a disturbed, folded tissue shape. Taken together, these data show how global changes in cell shape enable isotropic growth of the developing retinal neuroepithelium, a concept that could also apply to other systems.
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Nucleation and growth of group III-nitride nanowiresKnelangen, Matthias 19 November 2013 (has links)
Diese Arbeit beschreibt das MBE-Wachstum und die Charakterisierung von Gruppe-III-Nitrid-Nanostrukturen. Die Arbeit beginnt mit dem katalysatorfreien Wachstum von GaN-Nanowires (NW) auf Si(111) mittels MBE. Es wird gezeigt, dass GaN NW als sph\"arische Inseln nukleieren und im weiteren Wachstum in eine NW-Geometrie übergehen. Die amorphe Zwischenschicht führt zum Verlust der epitaktischen Ausrichtung und somit zu gekippten Säulen und Koaleszenz. Diese Koaleszenz führt zur Enstehung von Versetzungen und Stapelfehlern in den Nanosäulen, welche einen starken Einfluss auf die optischen Eigenschaften haben: Während Versetzungen die Säulen optisch passivieren, haben Stapelfehler charakteristische Emissionen. Durch Kombination von Elektronenmikroskopie und Cathodolumineszenz wird die charateristische Wellenlänge eines Stapelfehlers gemessen. Epitaktisches Wachstum von GaN auf Si(111) kann durch die Verwendung einer AlN-Pufferschicht erreicht werden. Die Nukleation von GaN auf AlN/Si geschieht als linsenförmige Inseln. Im weiteren Verlauf des Wachstums erfolgen mehrere charakteristische Formübergänge, bei denen Facetten gebildet werden, um die Verspannung durch Gitterfehlanpassung elastisch zu relaxieren. Bei einer kritischen Inselgröße (und damit bei einem kritischen Spannungszustand) tritt eine platische Relaxation ein und es wird eine Versetzung an der AlN/GaN-Grenzfläche gebildet. Daraufhin tritt ein Übergang zur NW-Geometrie ein. Der dritte Teil dieser Arbeit beschreibt das Wachstum von (In,Ga)N/GaN NW Heterostrukturen. Mit MBE werden GaN NW mit zwei (In,Ga)N-Einschlüssen gewachsen. Die chemische Zusammensetzung wird mittels einer Kombination von hochauflösender Röntgenbeugung und einer Gitterverzerrungsanalyse von hochaufgelösten transmissionselektronenmikroskopischen Aufnahmen bestimmt. Die Strukturanalyse zeigt, dass die (In,Ga)N-Einschlüsse vollkommen in die GaN-Matrix eingebettet sind, und dass keine plastische Relaxation stattfindet. / This work covers the MBE growth and characterization of group III-nitride nanostructures. The work begins with the catalyst-free growth of GaN nanowires (NWs) on Si(111) by plasma-assisted MBE. The importance of substrate preparation and the formation of an amorphous SiN interlayer are described. GaN NWs are shown to nucleate as spherical islands and to furhter undergo a shape transition towards the NW geometry. The amorphous interlayer leads to a loss in epitaxial alignment and thus to NW tilt and coalescence. Coalescence leads to the formation of dislocations and stacking faults (SFs) in the NWs which greatly affect their optical properties. Dislocations are shown to have a detrimental effect on the optical quality, whereas SFs are shown to have a characteristic emission wavelength. Epitaxial growth of GaN on Si(111) can be achieved by using an AlN buffer layer. The nucleation and growth GaN NWs on AlN-buffered Si(111) is shown to happen via the pseudomorphical nucleation of spherical islands. As these islands grow, they undergo several characteristical shape changes, with the formation of facets in order to elastically relieve the lattice-mismatch induced strain. At a critical island size (and thus strain level), plastic relaxation happens by the formation of a misfit dislocation at the AlN/GaN interface. A subsequent transition to the NW geometry is observed, driven by the anisotropy of surface energies. The third part of this work covers the growth of (In,Ga)N/GaN NW heterostructures. GaN NWs with two stacked (In,Ga)N insertions are grown by MBE. The chemical composition is assessed by combining synchrotron-based HRXRD and a geometrical phase analysis of HRTEM micrographs. The structural analysis reveals that the (In,Ga)N insertions are embedded in the GaN matrix and that no plastic relaxation happens. The In content is shown to vary within a single insertion: The top region is more In rich due to In segretation during growth.
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Investigations on growth and structure of silver and silver halide nanostructures formed on amphiphilic dye aggregatesSteeg, Egon 23 November 2018 (has links)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Wachstumsmechanismus von Silberjodid Nanodrähten. Das Wachstum wurde über einen Zeitraum von Minuten bis hin zu Tagen untersucht. Im frühen Stadium bilden sich Silbernanopartikel innerhalb der Farbstoffröhren, welche als Keime für das weitere Wachstum von isolierten Drahtstücken dienen. Der Durchmesser dieser Drähte wird durch den Innendurchmesser der Röhren definiert. Im letzten Stadium wachsen diese Drahtstücke zusammen bis sie das gesamte Aggregat füllen. Dieser Wachstumsprozess impliziert einen Transport von Silber Ionen durch die Wand der Röhre. Das Wachstum der Drähte setzt sich weiter fort nachdem das Template gleichmäßig mit Drähten gefüllt ist und zerstört die Röhren in der Folge. Die Kristallstruktur der Drähte wurde sowohl mit hochauflösender Elektronenmikroskopie als auch Elektronenbeugung untersucht. Das Silberjodid konnte aufgrund seiner charakteristischen Wurtzite Struktur in der beta-Phase identifiziert werden. Da der Lösung nur Silbernitrat beigesetzt wurde, konnte die Quelle der Jod-Ionen als Verunreinigung im Farbstoffpulver ausgemacht werden. Das fragmentierte Wachstum der Drähte von verschiedenen Startpunkten aus führt zu Kristallen mit einkristallinen Domänen von mehr als 100 nm Länge. Eine bevorzugte Orientierung der Kristallstruktur relativ zur Aggregatachse wurde gefunden und durch die Molekülstruktur der Aggregate erklärt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde ein Model zum Wachstum von Silberjodid Nanodrähten im Inneren eines röhrenförmigen Molekülaggregats entwickelt. Es wurde angenommen, dass das Wachstum an Silberkeimen beginnt, die durch Photooxidation der bereits vorhandenen Jod Ionen mit Silber Ionen während der Belichtung der Probe gebildet werden. Diese Silberkeime ermöglichen die Bildung von stabilen Silberjodid Kristalliten und das nachfolgende Wachstum zu Drähten. Die Ergebnisse zeigen einen möglichen Weg zur Synthese von Metall-Halogenid Strukturen innerhalb von Farbstoffröhren. / This thesis reports on the growth mechanism of silver iodide nanowires as revealed by conventional as well as cryogenic transmission electron microscopy. The growth, initiated by short illumination with UV light, has been observed over time scales ranging from minutes to days. In an early stage, within the tubular aggregates nanoparticles are formed which act as seeds for continuous growth of separate pieces of wires. The diameter of the wires is determined by the inner diameter of the tubes. In the final state, the pieces of wire totally fill the aggregate. The growth process indicates transport of at least silver ions through the tubular wall membrane. After homogeneously filling the template the wires grow onwards over the diameter of the nanotubes, destroying it in the process. The crystal structure of the wires was investigated by means of high resolution transmission electron microscopy and selected area electron diffraction. The silver iodide could be clearly identified in its beta-phase by its typical wurtzite structure. Since only silver nitrate was added to the solutions, the source of the iodide ions could be attributed to impurities within the dye powder itself. The fragmented growth of the wires from separate seeds leads to nanowires consisting of single crystalline domains exceeding 100 nm in length. A preferential orientation of the crystal lattice planes with respect to the aggregate axis was observed which is explained by the molecular structure of the aggregates. Based on these findings a model for the growth of silver iodide nanowires within the inner space of the tubular molecular aggregate is presented. The growth is assumed to start at silver seeds that are formed due to photo-oxidation of the already present iodide ions by the silver ions during the illumination of the sample. These silver seeds facilitate nucleation of silver iodide and subsequent growth into wires.
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