In the scope of this diploma thesis the optical properties of organic multilayers and mixed layers were investigated by means of spectroscopic ellipsometry und infrared spectroscopy. The samples were prepared by organic molecular beam deposition in high vacuum on hydrogen passivated Silicon(111) substrates. The structures consist either of N,N-Di(naphthalene-1-yl)-N,N`-diphenyl-benzidine (a-NPD) and tris(8-hydroxyquinoline) aluminium (Alq3) or 3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic dianhydride (PTCDA) and copper phthalocyanine (CuPc). The optical response of the multilayers consisting of Alq3 and a-NPD could be modelled using the isotropic dielectric functions of single layers assuming sharp interfaces. The planar structure of PTCDA and the CuPc molecules and their orientation in the stack lead to an overlapping of the p-orbitals strongly influencing the optical properties and the orientation of the molecules. It was found that in multilayers as well as in mixed layers the CuPc molecules adopt the orientation of PTCDA molecules with the molecular plane parallel to the substrate. The multilayers were described using the anisotropic dielectric functions of the constituents including intermixing and roughness at the interfaces. The deviation between the simulation and the experiment suggests an electronic interaction due to coupling between the p-orbitals of CuPc and PTCDA at the interfaces. The simulation of the mixed layers reveals a change in line shape of the Q-band of CuPc. Beside ellipsometry and infrared spectroscopy techniques like x-ray reflectometry and AFM were used for investigations. Additionally in this diploma thesis a special sample holder and manipulator was designed with which in-situ-ellipsometry measurements in ultra high vacuum can be performed. / Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden die optischen Eigenschaften von organischen Multilayern und Mischschichten untersucht. Die Schichtstrukturen wurden im Hochvakuum nach dem Verfahren der organischen Molekularstrahldeposition (OMBD) auf H-passivierten Silizium(111)-Substraten hergestellt. Die optische Charakterisierung erfolgte mit dem Verfahren der spektroskopischen Ellipsometrie und der Infrarotspektroskopie. Dabei wurden zwei verschiedene Materialienpaarungen untersucht, die zum einen aus den organischen Substanzen Aluminium 8-Hydroxichinolat (Alq3) und N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidin (a-NPD) und zum anderen aus Perylentetracarbonsäuredianhydrid (PTCDA) und Kupferphthalocyanin (CuPc) bestanden. Das optische Verhalten der Multilayer und der Mischschichten bestehend aus Alq3 und a-NPD konnte mit den isotropen dielektrischen Funktionen der Einzelschichten simuliert werden. In den PTCDA/CuPc-Schichtsystemen führt die planare Struktur der Moleküle zu einer starken Überlappung der p-Orbitale, was einen großen Einfluss auf die optischen Eigenschaften und die Orientierung der Moleküle hat. Es wurde festgestellt, dass sowohl in den Multilayern als auch in den Mischschichten die CuPc-Moleküle die Anordnung der PTCDA-Moleküle annehmen. Die Multilayer wurden unter Verwendung der anisotropen dielektrischen Funktionen der beteiligten Materialien und unter Berücksichtigung von Grenzflächenrauhigkeit simuliert. Die Unterschiede zwischen Experiment und Modell sind auf eine Kopplung zwischen den p-Orbitalen zurückzuführen. Die Simulationen der Mischschichten zeigten eine Veränderung der Linienform des Q-Bandes von CuPc. Als Untersuchungsmethoden kamen neben der Ellipsometrie und der Infrarotspektroskopie auch die Röntgen-Reflektometrie und das AFM zum Einsatz. Darüber hinaus wurde in dieser Arbeit eine Messeinrichtung aufgebaut, mit der in-situ-Ellipsometriecharakterisierung von Proben im Ultrahochvakuum möglich ist.

Aspekte zur klinischen Anwendung der Infrarot-Thermographie in der Zoo- und Wildtiermedizin. Die Infrarot-Thermographie ist eine nichtinvasive Methode. Mit einer Infrarot-Kamera wird eine Messung der Körperoberflächen-Temperatur aus der Distanz durchgeführt und das Thermoprofil des Tieres als Thermogramm dargestellt. Es bedarf keines direkten Tierkontaktes und keiner Immobilisation. Viele Fallbeispiele belegen, dass die Infrarot-Thermographie eine erfolgversprechende neue Methode in der Zoo- und Wildtiermedizin ist. Schwerpunkte der Arbeit waren: - Erforschung artspezifischer Thermoregulation, besonders im Hinblick auf Tierhaltung und krankheitsauslösende Faktprem bei Zoo- und Wildtieren, - Reproduktionsforschung mittels Infrarot-Thermographie und - Entzündungsdiagnostik mittels Infrarot-Thermographie. Die meisten hier vorgestellten Ergebnisse sind Erstuntersuchungen weltweit. / Aspects of the clinical application of Infrared-Thermography in Zoo- and Wildlife Medicine Infrared-thermography is a non-invasive method. With an infrared-camera, the body surface temperature of an animal is measured from a distance and the thermoprofile of this animal is then displayed as a therogram. No direct animal contact or immobilization is necessary. Many case reports show that infrared-thermography is a promising new method in zoo and wildlife medicine. In this thesis threee topics are emphasized: - research in species-specific thermoregulation with regard to animal keeping and disease predisposing factors, - research in reproduction using infrared-thermography, and - inflammation diagnosis using infrared-thermography. Most of the presented results are from primary investigations worldwide.

Chemnitz, Techn. Univ., Diss., 2001.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Darmstadt.

This thesis treats the optical properties of mixed mineral dust and biomass burning aerosol in the thermal infrared (TIR) based on Fourier Transform infrared spectrometer (FTIR) measurements and radiative transfer simulations. The measurements were part of the Saharan Mineral Dust Experiment 2 (SAMUM-2) conducted from January to February 2008 at Praia, Cape Verde. The large amount of different instruments co-located at the main field site during the campaign resulted in a unique dataset comprising in-situ information and remote sensing data perfectly suited for column closure studies. The ultimate goal of this work is to investigate the consistency of microphysical and TIR remote sensing data. This is achieved by reproducing the measured radiances at top and bottom of the atmosphere (TOA, BOA) with a radiative transfer model, which assimilates the microphysical aerosol information gathered during SAMUM-2. The first part of the thesis describes several experimental efforts, including a novel calibration method and a drift correction algorithm for the ground-based FTIR instrument operated within the scope of SAMUM-2 by the author. The second part introduces the concurrent radiative transfer library PIRATES, which has been developed in the framework of this thesis for the analysis of TIR aerosol optical properties. The third and final part of the treatise compares measured and simulated spectra for various typical scenarios encountered during SAMUM-2. It is demonstrated in three case studies, that measured radiances in the TIR atmospheric window region (8-12 µm) can be reproduced at BOA and TOA by radiative transfer simulations assuming spheroidal model particles. Moreover, spherical particles are shown to be an inadequate model for mineral dust aerosol in this spectral region unless the aerosol optical depth is small.

This study presents a method developed to achieve the roll-to-roll sintering of printed Ag patterns based on exposure to hot air, near-infrared, and mid-infrared sources. The sintering energy was quantified and evaluated based on theoretical and experimental calculations. Moreover, the effect of the sintering energy on the web tension was simultaneously considered. / Dieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Auf landwirtschaftlichen Betrieben werden zunehmend automatisierte Systeme eingesetzt. Das Problem der automatischen Gesundheitsüberwachung der Milchkühe ist dabei noch nicht vollständig gelöst. Da Mastitiden, Klauenerkrankungen und Fieber symptomatische Veränderungen der Temperatur hervorrufen, stellt die präzise Messung der Oberflächentemperatur mittels Infrarot-Thermographie einen vielversprechenden Ansatz zur Erkennung dieser dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnten in drei Betrieben folgende Einflussfaktoren auf die Messung der Oberflächentemperatur identifiziert werden: Umgebungstemperatur, Alter, Laktationsstadium, Tageszeitpunkt der Messung. Hinsichtlich der Eutergesundheit konnte festgestellt werden, dass es keine korrelativen Zusammenhänge zwischen Oberflächentemperatur der Euterviertel und viertelspezifischer elektrischer Leitfähigkeit im Vorgemelk sowie zwischen Oberflächentemperatur und somatischer Zellzahl gibt. Es konnten signifikante Unterschiede zwischen Eutervierteln mit normaler Sekretion und unspezifischer Mastitis nachgewiesen werden. Tiere mit Eutererkrankungen können mit einer Sensitivität von 30 bis 60% bei Spezifität von 40 bis 70% detektiert werden. Bei den Klauenerkrankungen wurden signifikante Unterschiede zwischen Klauen ohne Befund und Klauen mit Rusterholzschem Sohlengeschwür sowie zwischen Klauen ohne Befund und Klauen mit Mortellaro festgestellt werden. Die Identifikation von klauenkranken Tiere kann mit einer Sensitivität von fast 50% bei einer Spezifität von 70% erfolgen. Zwischen der Rektaltemperatur und der Oberflächentemperatur an der Schenkelfläche konnte kein korrelativer Zusammenhang gefunden werden. Dennoch sind Tiere mit Fieber mit einer Sensitivität 40 bis 50% bei einer Spezifität von 50% identifizierbar. Durch die IR-Thermographie ist Erkennung von euter- und klauenkranken Tieren sowie von Tieren mit Fieber möglich. / More and more automatic systems are used on the farms. Until now there is no solution for automatic health monitoring of dairy cows. Mastitis, claw diseases and fever cause symptomatic changes in temperature. Therefore they should be detected by precise temperature measurement with the help of infrared -thermography. For this thesis measurements on three different farms were realized. As influencing factors on the measurement of surface temperature the ambient temperature, the age and stage of lactation of cows and the daytime of measurement were identified. There was no correlation between udder surface temperature and quarter specific electrical conductivity found. Furthermore there was no correlation between udder surface temperature and somatic cell count. But udder quarters with specific mastitis showed significantly different surface temperature then udder quarters with normal secretion. Cows with udder diseases could be detected by ir-thermography with sensitivity of 30 to 60% and specificity of 40 to 70%. Claws with sole ulcers showed significantly higher surface temperature than claws without any disease. Also claws with digital dermatitis or claws with several diseases also showed significantly higher surface temperatures than claws without disease. The identification of cows with claw diseases was possible with sensitivity of 50% and specificity of 70%. There was no correlation between rectal temperature and surface temperature on the lower leg found. But animals with fever could be identified by ir-thermography with sensitivity of 40 to 50% and specificity of 50%. By ir-thermography the detection of cows with udder or claw diseases as well the identification of cows with fever is possible.

Im Rahmen dieser Arbeit werden DNA-Basen-Moleküle (Thymin, Cytosin, Adenin und Guanin) auf H-passivierten Si(111)-Substraten mittels theoretischer Berechnungen und optischen Spektroskopien charakterisiert. Für ein einzelnes DNA-Basen-Molekül wurden quantenchemische Berechnungen von Elektronenübergängen und vibronischen Moden durchgeführt. Zusätzlich wurden die vibronischen Eigenschaften von Metall(Ag,In)/Cytosin-Komplexen sowie die Adsorption von einzelnen Cytosin-Molekülen auf H:Si(111)-Oberflächen studiert. Die biomolekularen Schichten von DNA-Basen wurden durch organische Molekularstrahldeposition (OMBD) im Ultrahochvakuum auf flachen und vicinalen H:Si(111)-Oberflächen hergestellt. Die Morphologie, Struktur und Kristallinität von DNA-Basen-Schichten wurden mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM), Röntgenbeugung (XRD) und Röntgenreflektometrie (XRR) charakterisiert. Die Vibrationseigenschaften von biomolekularen Schichten wurden experimentell durch Infrarotspektrokopie untersucht. Metall(Ag,In)/Cytosin/H:Si(111)-Heterostrukturen wurden mittels oberflächenverstärkter Ramanstreuung (SERS) charakterisiert. In dieser Arbeit wurden erstmals die optischen Konstanten und die dielektrischen Funktionen von dicken DNA-Basen-Schichten auf ebenen H:Si(111)-Oberflächen mittels spektroskopischer Ellipsometrie (SE) bestimmt. Ebenfalls zum ersten Mal wurden dünne biomolekulare Schichten auf vicinalen H:Si(111)-Oberflächen durch Reflektionsanisotropiespektroskopie (RAS) charakterisiert.

Das Trocknen von feuchten Gütern mit Impuls-Infrarot auf Basis funktioneller Keramiken (IR.C) ist eine neue und hocheffektive Technologie, die von den Autoren entwickelt wurde. Im Unterschied zum klassischen marktüblichen Infrarot dringt IR.C dank seiner Eigenschaften mit Lichtgeschwindigkeit tief und schonend in das Gut ein und regt dort von innen heraus das Wasser zum Verdunsten an. Die Eindringtiefe kann sowohl mit unterschiedlichen Keramiken als auch mit unterschiedlicher Impulsstärke eingestellt werden. Es wird an einer großen Zahl verschiedener Trocknungsgüter, angefangen von sensiblen landwirtschaftlichen Erzeugnissen bis hin zu robusten technischen Produkten nachgewiesen, dass mit IR.C im Vergleich zur verbreiteten konvektiven Trocknung die Effizienz nach Zeit und Energie um das 4- bis 10-fache verbessert werden kann. Gegenüber dem klassischen Infrarot ist IR.C oft 2 bis 4 x effizienter. IR.C kann mit verschiedenen primären Energiearten, auch mit thermosolarer Energie, angeregt und in unterschiedliche Trocknerarten integriert werden.

Techn. Universiẗat, Diss., 2006--Darmstadt.