Carbon nanotubes (CNTs) have attracted great attentions in the field of electronics, sensors, healthcare, and energy conversion. Such emerging applications have driven the carbon nanotube research in a rapid fashion. Indeed, the structure control over CNTs has inspired an intensive research vortex due to the high promises in electronic and optical device applications. Here, this in-depth review is anticipated to provide insights into the controllable synthesis and applications of high-quality CNTs. First, the general synthesis and post-purification of CNTs are briefly discussed. Then, the state-of-the-art electronic device applications are discussed, including field-effect transistors, gas sensors, DNA biosensors, and pressure gauges. Besides, the optical sensors are delivered based on the photoluminescence. In addition, energy applications of CNTs are discussed such as thermoelectric energy generators. Eventually, future opportunities are proposed for the Internet of Things (IoT) oriented sensors, data processing, and artificial intelligence

Der Nutzen von Telemedizin und Telecare/Homecare ist heute nicht mehr umstritten. Es existiert eine große Anzahl von Lösungen und Konzepten. Zum Teil werden sie bereits in der Routine eingesetzt. Die Systeme sind in der Regel vom Typ "stand-alone" bzw. "Insellösung". Ansätze einer Plattformtechnologie sind bei einigen Systemen erkennbar. Gemeinsame Probleme der vorhandenen Lösungen liegen im Bereich fehlender Standardisierung von Dateninhalten und Verfahren sowie einer soliden gesetzlichen und abrechnungstechnischen Grundlage. Von diesem Zustand bis zum flächendeckenden Einsatz von Telemedizin/Telecare ist noch ein weiter Weg. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vorwiegend mit einem Teilaspekt dieses breiten Themas. Es ist die Frage, wie Telemedizin und Telecare sich optimal in den Arbeitsablauf eines Allgemeinmediziners integrieren lassen. Die Analyse zeigte, dass die Probleme in folgenden Bereichen zu finden sind: * Fehlende allgemeine und internationale Telemedizin-Plattform * Fehlende zentrale elektronische Patientenakte * Unzureichende Offenheit der Praxissoftware * Unzureichende Ko-Existenz von herkömmlichen und telemedizinischen Lösungen * Unzureichende gesetzliche und abrechnungstechnische Grundlage Folgerichtig muss ein Anforderungskatalog aufgestellt werden, der hilft, diese Mängel zu beseitigen. Auf der Basis dieses Anforderungskatalogs wurde ein Konzept entwickelt, in dessen Zentrum die allgemein-medizinische Praxis steht. Im Hintergrund der Praxis ist eine auf vorhandenen Standards fußenden Plattform, die eine flächendeckende Kommunikation aller Teilnehmer ermöglicht, vom Patienten über den Arzt bis zur Fachklinik, Apotheke und Kassenärztlichen Vereinigung sowie Versicherungen. Der Anschluss der Praxissoftware an diese Plattform ist eine wesentliche Voraussetzung zur Implementierung. Ein wichtiger Bestandteil des Konzeptes ist der Vorschlag einer international anerkannten Ontologie (UMLS), die neben der Vereinheitlichung der Dateninhalte auch bei der Internationalisierung helfen wird. Hier werden die gesetzlichen Aspekte nur soweit behandelt, als sie der klaren Vorgabe der Konzeption dienen. Die Implementierung ist nicht in einem Schnellgang möglich. Der Grund liegt darin, dass hier neben den in der Regel langwierigen Gesetzgebungsprozessen eine große Anzahl von Verbänden Mitbestimmung geltend macht, deren Interessen oft in entgegengesetzte Richtungen wirken. Es wird daher notwendig sein, die Einführung erstens schrittweise und zweitens immer im Gleichschritt mit diesen Organen zu gestalten. Ist dies jedoch gelungen, eine solche Plattform zu etablieren, so ergibt sich hieraus ein breites Spektrum von Anwendungsgebieten, wie ein weltweites Gesundheitssystem, bei dem der Patient überall auf der Welt die gleiche medizinische Behandlung wie in seinem Heimatland erfährt. / Today there is no question that telemedicine and telecare/homecare can provide benefit to their users. A large number of such systems are available. Partially they are used for daily works. Normally they are stand-alone, without an underlying platform. In the last few years one can recognize the beginning of a platform technology. The most common problems of existing solutions are caused by the lack of standardisation of data items and procedures, the lack of a reliable legal basis and billing possibilities. It is a long way to go to get the telemedicine/telecare running. This document describes a sub-aspect of the large topic telemedicine/telecare. It includes the question how one can integrate telemedicine/telecare into the daily workflow of a private doctor office. The system analysis shows that problems occurring during the integration can be subdivided into following topics: * Lack of a general and international telemedicine platform * Lack of a generally accepted electronic patient record * Lack of a interoperability of the medical information systems * Lack of a harmonized co-existence of telemedicine and medical works * Lack of a legal basis and billing possibilities As a consequence of the analysis` results a catalogue of requirements must be established which provides the basis for a system concept. The central point of the concept must be the doctor office. Its background should be a set of standards which establishes the platform for the communication between every participant to the telemedicine: patients, doctors, clinics, pharmacy, medical invoice organisations and insurance companies. The most essential requirement to implement this platform is the connection of the IT equipment in private doctor offices to the applications and databases of the platform. The key feature of the proposed concept is the integration of a international accepted ontology. We recommend the UMLS concept of the NIH. UMLS provide a set of standardized terms, the so called "concepts", and the possibilities to implement multilingual applications. In this document legal aspects are discussed only if they can contribute to the construction of the platform. Due to the never ending legislative process and the opposite interest of the participants to the platform a high-speed implementation of the platform can not be expected. A stepwise implementation which continuously accompanies the legislative processes is therefore required. However based on a successful implementation of the platform the gate is open to a large range of applications in a widely used healthcare system which can provide medical care to every patient at any time and at any location - worldwide - on the same quality level like in his home country.

Ziel dieser Arbeit war es, die Reaktivität von V2O3(0001) zu untersuchen. In dieser Arbeit wird sich zunächst mit dem epitaktischen Wachstum von V2O3-Filmen auf Au(111)und W(110) befaßt. Stöchiometrie und Geometrie der dünnen Filme wurden mit Röntgenphotoelektronenspektroscopie (XPS), Röntgenabsorptionsspektroskopie (NEXAFS) und Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED) charakterisiert. Wir haben gezeigt, dass die Oberfläche zwei Terminierungen aufweist, die sich durch die An- bzw. Abwesenheit von zusätzlichen Sauerstoffatomen auf der Oberfläche unterscheiden. Diese Sauerstoffatome bilden Vanadylgruppen mit den Oberflächenvanadiumatomen, deren Streckschwingung mit Infrarotabsorptionsspektroskopie (IRAS) detektiert werden kann. Die elektronische Struktur des V2O3(0001) dünnen Filmes wurde mittels UV-Photoelektronenspektroskopie (UPS), XPS und NEXAFS untersucht. Wir haben bewiesen, dass die Bildung von Vanadylgruppen an der Oberfläche einen Metall-Isolator Übergang hervorruft. Für jede Oberflächenterminierung wurde ein elektronenenergieverlustspektrum (HREELS) gezeigt und mit einem Spektrum des isomorphischen Cr2O3 verglichen. Wasseradsorptionsexperimente zeigen, dass Wasser sowohl molekular als auch dissoziativ auf beiden Oberflächen adsorbiert. Die Dissoziationswahrscheinlichkeit hängt von der Terminierung und von der Bedeckung ab. Sie ist am höchsten bei großer Bedeckung auf der -V=O Oberfläche. CO2 Adsorption wurde mit UPS, XPS, HREELS und IRAS untersucht. CO2 physisorbiert auf der -V=O Oberfläche. Den IRA Spektren entnehmen wir, dass CO2 auf der -V Oberfläche als gewinkelte Spezies adsorbiert. Heizen dieser Spezies auf 200 K führt zu Karbonatbildung. Die Adsorption von CO verhält sich ähnlich wie die von CO2: nur kleine Menge adsorbieren auf der -V=O Oberfläche, während die -V Oberfläche viel reaktiver zu sein scheint. Winkelaufgelöste UPS Messungen deuten auf eine flache CO Adsorptionsgeometrie auf der -V=O Oberfläche hin. NEXAF- und IRA-Spektren zeigen dagegen, dass bereits bei 90 K sich CO2 auf der -V Oberfläche bildet. / In this work, we firstly showed that it is possible to grow thin V2O3(0001) films on Au(111) and W(110). The stoichiometry of the film has been characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy (NEXAFS). We inferred with infrared absorption spectroscopy (IRAS) the existence of two possible terminations of the V2O3(0001) surface. These two terminations differ only by the presence or not of oxygen atoms on the top of the surface, forming vanadyl groups with the surface vanadium atoms. We studied with UV photoelectron spectroscopies (UPS), XPS and NEXAFS the electronic structure of our V2O3(0001) thin films. Our data evidence a metal to insulator transition induced by the formation of the vanadyl groups on the surface. We performed high resolution electron energy loss spectroscopy (HREELS) measurements and presented a phonon spectrum for each termination. We compared our spectra with a spectrum of the isomorphic Cr2O3(0001). We studied the water adsorption properties of both surface terminations. We observed molecularly adsorbed water on both surface terminations for low exposures. For large exposures, water dissociates and OH-groups were detected. We performed CO2 adsorption experiments with UPS, XPS, HREELS and IRAS. The analyze of the IRAS results on the -V terminated surface leads us to the conclusion that CO2 adsorbs in a bent configuration. With UPS and XPS, we could evidence the formation of carbonates upon heating up to 200 K. On the -V=O surface, CO adsorbs molecularly and we concluded from the angle resolved UPS data that the CO molecule is strongly tilted on the surface. With NEXAFS and IRAS, we showed the formation of CO2 on the -V surface.

In dieser Arbeit wird die ultraschnelle elektronische Polarisation in dem kristallinen Festkörper Lithiumborhydrid (LiBH4) untersucht. Das Material wird dabei mit einem femtosekundenlangen optischen Impuls angeregt und mit einem ebenso kurzen Röntgenimpuls abgetastet. Mithilfe der Röntgenbeugung kann die optisch induzierte räumliche Neuordnung elektronischer Ladung direkt mit atomarer räumlicher Auflösung abgebildet werden. Kupfer K-alpha Röntgenstrahlung für das Experiment wird im Labor aus einer Laser-Plasmaquelle mit 1 kHz Wiederholrate erzeugt. Diese Strahlung wird dann auf eine pulverisierte LiBH4-Probe fokussiert. Die Debye-Scherrer Ringe, die bei Pulverbeugung entstehen, werden mit einem großflächigen Detektor aufgezeichnet und zu Intensitätsprofilen aufbereitet. Mittels Anrege-Abtast-Technik wird die Änderung der Beugungsintensitäten, ausgelöst durch die optische Anregung mit einem optischen Femtosekunden-Impuls, zeitaufgelöst untersucht. Dabei ist die Zeitauflösung durch die Verzögerungzeit zwischen Anrege- und Abtastimpuls gegeben. Daraus ergibt sich ein Einblick in die dynamische elektronische Entwicklung des Systems. Intensitätsänderungen können dann mit Änderungen in der Ladungsdichte des Materials korreliert werden, um strukturelle Dynamik auf der Femtosekunden Zeitskala aufzuklären. Lithiumborhydrid wurde gewählt, weil es Eigenschaften aufweist, die für eine Erforschung der ultraschnellen elektronischen Polarisation notwendig sind. Bisher gibt es keine räumlich aufgelöste Untersuchung im Femtosekunden-Bereich, die zur Erklärung dieses elektronischen Phänomens beträgt. Diese Arbeit präsentiert die ultraschnelle Antwort von LiBH4 auf starke elektrische Felder bei optischen Frequenzen, die zu Ladungsumverteilung und damit einhergehende elektronische Polarisation führt. / In this thesis the ultrafast electronic polarisation in the crystalline material lithium borohydride (LiBH4) is examined. The material is excited by a femtosecond long optical pulse and scanned by a likewise short x-ray pulse. Using x-ray scattering the optically induced spatial rearrangement of electronic charge can be directly mapped with atomic spatical resolution. Copper K-alpha x-rays for the experiment are produced in a laboratory table-top laserplasma source with 1 kHz repetition rate. This radiation is then focused on a powdered sample. Debye-Scherrer rings produced from powder diffraction are collected on a large area detector and processed to yield intensity profiles. Using pump-probe technique the change in diffracted intensity, triggered by excitation with a femtosecond optical pulse is examined. The temporal resolution is given by the delay between pump and probe pulse. This way insight is gained into the dynamic electronic evolution of the system. Intensity changes can be correlated to changes in charge density in the relevant material to elucidate structural dynamics on the femtosecond time scale. Lithium borohydride was chosen since it displays necessary characteristics for the exploration of ultrafast electronic polarisation. Up to date there has been no spatially resolved research in the femtosecond regime elucidating this electronic phenomenon. This work presents the ultrafast resonse in Lithiumborhydrid (LiBH4) to strong electronic fields with optical frequencies, which leads to charge relocation accompanied by electronic polarisation.

Über die besonders hohe Effizienz von Halid-Perowskit (HaP)-basierten optoelektronischen Bauteilen wurde bereits in der Literatur berichtet. Um die Entwicklung dieser Bauteile voranzutreiben, ist ein umfassendes und verlässliches Verständnis derer elektronischen Struktur, sowie der Energielevelanordnung (ELA) an HaP Grenzflächen von größter Bedeutung. Demzufolge beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Untersuchung i) der Bandstruktur von Perowskit-Einkristallen, um ein solides Fundament für die Darlegung der elektronischen Eigenschaften von polykristallinen Dünnschichten zu erarbeiten, und mit ii) den Einflüssen von Oberflächenzuständen auf die elektronische Struktur der Oberfläche, sowie deren Rolle bei der Kontrolle von ELA an HaP Grenzflächen. Die Charakterisierung erfolgt überwiegend mithilfe von Photoelektronenspektroskopie (PES) und ergänzenden Messmethoden wie Beugung niederenergetischer Elektronen an Oberflächen, UV-VIS-Spektroskopie, Rasterkraftmikroskopie und Kelvin-Sonde. Erstens weist die Banddispersion von zwei prototypischen Perowskit-Einkristallen eine starke Dispersion des jeweiligen oberen Valenzbandes (VB) auf, dessen globales Maximum in beiden Fällen am R-Punkt in der Brillouin-Zone liegt. Dabei wird eine effektive Lochmasse von 0.25 m0 für CH3NH3PbBr3, bzw. von ~0.50 m0 für CH3NH3PbI3 bestimmt. Basierend auf diesen Ergebnissen werden die elektronischen Spektren von polykristallinen Dünnschichten konstruiert und es wird dadurch aufgezeigt, dass eine Bestimmung der Valenzbandkantenposition ausgehend von einer logarithmischen Intensitätsskala aufgrund von geringer Zustandsdichte am VB Maximum vorzuziehen ist. Zweitens stellt sich bei der Untersuchung der elektronischen Struktur von frisch präparierten Perowskit-Oberflächen heraus, dass die n-Typ Eigenschaft eine Folge der Bandverbiegung ist, welche durch donatorartige Oberflächenzustände hervorgerufen wird. Des Weiteren weisen die PES-Messungen an Perowskiten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen aufgrund von Oberflächenphotospannung eine Anregungslichtintensitätsabhängigkeit der Energieniveaus von bis zu 0.7 eV auf. Darüber hinaus wird die Kontrolle von ELA durch gezielte Variation der Oberflächenzustandsdichte gezeigt, wodurch sich unterschiedliche ELA-Lagen (mit Abweichungen von über 0.5 eV) an den Grenzflächen mit organischen Akzeptormolekülen erklären lassen. Die vorliegenden Ergebnisse verhelfen dazu, die starke Abweichung der in der Literatur berichteten Energieniveaus zu erklären und somit ein verfeinertes Verständnis des Funktionsprinzips von perowskit-basierten Bauteilen zu erlangen. / Optoelectronic devices based on halide perovskites (HaPs) and possessing remarkably high performance have been reported. To push the development of such devices even further, a comprehensive and reliable understanding of their electronic structure, including the energy level alignment (ELA) at HaPs interfaces, is essential but presently not available. In an attempt to get a deep insight into the electronic properties of HaPs and the related interfaces, the work presented in this thesis investigates i) the fundamental band structure of perovskite single crystals, in order to establish solid foundations for a better understanding the electronic properties of polycrystalline thin films and ii) the effects of surface states on the surface electronic structure and their role in controlling the ELA at HaPs interfaces. The characterization is mostly performed using photoelectron spectroscopy, together with complementary techniques including low-energy electron diffraction, UV-vis absorption spectroscopy, atomic force microscopy and Kelvin probe measurements. Firstly, the band structure of two prototypical perovskite single crystals is unraveled, featuring widely dispersing top valence bands (VB) with the global valence band maximum at R point of the Brillouin zone. The hole effective masses there are determined to be ~0.25 m0 for CH3NH3PbBr3 and ~0.50 m0 for CH3NH3PbI3. Based on these results, the energy distribution curves of polycrystalline thin films are constructed, revealing the fact that using a logarithmic intensity scale to determine the VB onset is preferable due to the low density of states at the VB maximum. Secondly, investigations on the surface electronic structure of pristine perovskite surfaces conclude that the n-type behavior is a result of surface band bending due to the presence of donor-type surface states. Furthermore, due to surface photovoltage effect, photoemission measurements on different perovskite compositions exhibit excitation-intensity dependent energy levels with a shift of up to 0.7 eV. Eventually, control over the ELA by manipulating the density of surface states is demonstrated, from which very different ELA situations (variation over 0.5 eV) at interfaces with organic electron acceptor molecules are rationalized. Our findings further help to explain the rather dissimilar reported energy levels at perovskite surfaces and interfaces, refining our understanding of the operational principles in perovskite related devices.

Im Bereich der organischen Halbleiter wurden bedeutende Fortschritte erzielt, die die Materialwissenschaft und Elektronikentwicklung beeinflussen. Diese Materialien sind flexibel, leicht und kosteneffizient, was ihre Anwendung in Photovoltaik, Leuchtdioden und flexiblen elektronischen Geräten fördert. Verbesserte Herstellungstechniken und ein besseres Verständnis der physikalischen Eigenschaften haben diese Entwicklung unterstützt. Aktuelle Forschung vertieft das Verständnis der Grenzflächen, Ladungstransportmechanismen und Optimierungsmöglichkeiten durch molekulare Dotierung. Das erste Kapitel behandelt die grundlegenden Konzepte der elektronischen Eigenschaften organischer Materialien. Das zweite Kapitel beschreibt die untersuchten Materialien und Charakterisierungstechniken. Das Kapitel über Ergebnisse und Diskussion untersucht die elektronischen Eigenschaften von DN4T und isoDN4T, ihre Reorganisationsenergien und die Auswirkungen von Strukturphasen und Wechselwirkungen. Weitere Abschnitte behandeln die Phänomene an Grenzflächen und die molekulare Dotierung. Ziel dieser Arbeit ist es, Herausforderungen im Bereich organischer Halbleiter anzugehen und ihr Anwendungsspektrum zu erweitern. / The field of organic semiconductors has advanced significantly, transforming material science and electronic engineering. These materials, noted for their flexibility, light weight, and cost-effectiveness, are used in photovoltaics, light-emitting diodes, and flexible electronic devices. Progress is driven by improved fabrication techniques and a deeper understanding of their physical properties at the molecular level. Current research aims to enhance the understanding of interfaces, charge transport mechanisms, and optimization pathways through molecular doping. The first chapter introduces fundamental concepts of the electronic properties of organic materials. The second chapter covers studied materials and characterization techniques, including absorbance spectroscopy, Atomic Force Microscopy, Scanning Tunneling Microscopy, and Near-edge X-ray Absorption Fine Structure, focusing on Photoemission Spectroscopy. The results and discussion chapter explores DN4T and isoDN4T, highlighting their reorganization energies and interface phenomena. The thesis addresses challenges in organic semiconductors and aims to expand their applications.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit theoretischen Untersuchung von Oberflächenzuständen in ferromagnetischen Halbleitern. Einleitend wird ein analytisches "tight-binding"-Modell zur Beschreibung der Oberflächenzustände. Es liefert Aussagen zur Existenz von Oberflächenzuständen, zu deren spektralen Gewicht und Position bezüglich der Energie. Das Kondogitter-Modell wird verwendet, um Korrelations- und Temperatureffekte sowie Oberflächenzustände zu beschreiben. Dies erfolgt zunächst für sc-(100)-Modellfilme im Rahmen des sf-Modells. Die temperaturabhängigen der Oberflächenzustände zeigen abhängig vom Ort in der Brillouinzone sowie den "hopping"-Parametern in der Oberfläche sowohl Stoner-artiges als auch "spin-mixing"-Verhalten. Mit wachsender Temperatur werden Lebensdauereffekte in den Spektren sichtbar. Das Kondogitter-Modell (KLM) wird auf die Mehrbandsituation zum df-Modell verallgemeinert, um eine Beschreibung der Prototypen für magnetische Halbleiter EuS und EuO zu erreichen. Durch die Kombination von LDA-Bandstrukturrechnungen mit Vielteilchenrechnungen zum Multiband-KLM ist es gelungen, die ausgeprägte Temperaturabhängigkeit des unbesetzten 5d-Leitungsbandes und das Verhalten der Oberflächenzustände in EuS- und EuO-Filmen realistisch zu beschreiben. Der exakte Grenzfall des Kondogitter-Modells, das magnetischen Polaron (T=0), ermöglicht Kombination von ab-initio-Bandstrukturrechnungen und der Vielteilchentheorie ohne das Auftreten von Doppelzählungen relevanter Wechselwirkungen. Sowohl in EuO als auch in EuS temperaturabhängige Oberflächenzustände beobachtet werden, die im Fall von EuS jedoch schwerer nachzuweisen sind, da sie im Energiebereich des Volumenbandes auftreten. Die für EuS und EuO berechneten Rotverschiebungen sowie die dickenabhängige Magnetisierung von EuS stimmen hervorragend mit experimentellen Befunden überein. Eine Vielzahl von Korrelationseffekten ist mit wachsender Temperatur in den Spektren der unbesetzten Europium-5d-Bänder zu beobachten. / This work is dedicated to the theoretical investigation of surface states in ferromagnetic semiconductors. After the introduction a exact solvable analytical model is presented. It figures out for given conditions if surface states exist, which spectral weight they have, and at which position in energy they can be found. Thereafter the Kondo-Lattice-Model (KLM) is used to describe correlation and temperature effects. The description focuses initially to the sc-(100) model films in the sf-model. The resulting temperature dependent surface states both Stoner behavior and "spin-mixing" behavior dependent on the chosen hopping parameters and the position in the two dimensional Brillouin zone. With increasing temperature (up to Tc) lifetime effects arise in the spectra. In conclusion the KLM is extended to the multi-band situation (df-Model) in order to provide a description of the prototypes of magnetic semiconductor EuS and EuO. We succeed in describing the distinct temperature dependence of the unoccupied 5d-conduction band and the behavior of the surface states in EuS and EuO films realistically by a combination of a LDA band-structure calculation and the manybody theory. The exact limiting case of the KLM (T=0) -the magnetic polaron- allows a combination of a ab-initio band-structure calculation and manybody theory without double counting of any relevant interaction. The presented theory provides numerous results. In EuO and EuS can be found temperature dependent surface states. In case of EuS it''s detection is much more complicated thus the surface state energies are located inside the energy range of the bulk band. The famous redshift in EuS and EuO and the thickness dependent film magnetization of EuS agree very well with the experimental results. A lot of correlation effects are present in the calculated unoccupied Europium 5d bands. With increasing temperature these effects become stronger.

Jahresbericht der Universitätsbibliothek Chemnitz - Berichtsjahr 2009 / Annual report of the University Library of Chemnitz in 2009

Jahresbericht der Universitätsbibliothek Chemnitz - Berichtsjahr 2005 / Annual report of the University Library of Chemnitz in 2005

Jahresbericht der Universitätsbibliothek Chemnitz - Berichtsjahr 2009 / Annual report of the University Library of Chemnitz in 2009