This work is concerned with the characterization of certain classes of stochastic processes via duality formulae. In particular we consider reciprocal processes with jumps, a subject up to now neglected in the literature. In the first part we introduce a new formulation of a characterization of processes with independent increments. This characterization is based on a duality formula satisfied by processes with infinitely divisible increments, in particular Lévy processes, which is well known in Malliavin calculus. We obtain two new methods to prove this duality formula, which are not based on the chaos decomposition of the space of square-integrable function- als. One of these methods uses a formula of partial integration that characterizes infinitely divisible random vectors. In this context, our characterization is a generalization of Stein’s lemma for Gaussian random variables and Chen’s lemma for Poisson random variables. The generality of our approach permits us to derive a characterization of infinitely divisible random measures. The second part of this work focuses on the study of the reciprocal classes of Markov processes with and without jumps and their characterization. We start with a resume of already existing results concerning the reciprocal classes of Brownian diffusions as solutions of duality formulae. As a new contribution, we show that the duality formula satisfied by elements of the reciprocal class of a Brownian diffusion has a physical interpretation as a stochastic Newton equation of motion. Thus we are able to connect the results of characterizations via duality formulae with the theory of stochastic mechanics by our interpretation, and to stochastic optimal control theory by the mathematical approach. As an application we are able to prove an invariance property of the reciprocal class of a Brownian diffusion under time reversal. In the context of pure jump processes we derive the following new results. We describe the reciprocal classes of Markov counting processes, also called unit jump processes, and obtain a characterization of the associated reciprocal class via a duality formula. This formula contains as key terms a stochastic derivative, a compensated stochastic integral and an invariant of the reciprocal class. Moreover we present an interpretation of the characterization of a reciprocal class in the context of stochastic optimal control of unit jump processes. As a further application we show that the reciprocal class of a Markov counting process has an invariance property under time reversal. Some of these results are extendable to the setting of pure jump processes, that is, we admit different jump-sizes. In particular, we show that the reciprocal classes of Markov jump processes can be compared using reciprocal invariants. A characterization of the reciprocal class of compound Poisson processes via a duality formula is possible under the assumption that the jump-sizes of the process are incommensurable. / Diese Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung von Klassen stochastischer Prozesse durch Dualitätsformeln. Es wird insbesondere der in der Literatur bisher unbehandelte Fall reziproker Klassen stochastischer Prozesse mit Sprungen untersucht. Im ersten Teil stellen wir eine neue Formulierung einer Charakterisierung von Prozessen mit unabhängigen Zuwächsen vor. Diese basiert auf der aus dem Malliavinkalkül bekannten Dualitätsformel für Prozesse mit unendlich oft teilbaren Zuwächsen. Wir präsentieren zusätzlich zwei neue Beweismethoden dieser Dualitätsformel, die nicht auf der Chaoszerlegung des Raumes quadratintegrabler Funktionale beruhen. Eine dieser Methoden basiert auf einer partiellen Integrationsformel fur unendlich oft teilbare Zufallsvektoren. In diesem Rahmen ist unsere Charakterisierung eine Verallgemeinerung des Lemma fur Gaußsche Zufallsvariablen von Stein und des Lemma fur Zufallsvariablen mit Poissonverteilung von Chen. Die Allgemeinheit dieser Methode erlaubt uns durch einen ähnlichen Zugang die Charakterisierung unendlich oft teilbarer Zufallsmaße. Im zweiten Teil der Arbeit konzentrieren wir uns auf die Charakterisierung reziproker Klassen ausgewählter Markovprozesse durch Dualitätsformeln. Wir beginnen mit einer Zusammenfassung bereits existierender Ergebnisse zu den reziproken Klassen Brownscher Bewegungen mit Drift. Es ist uns möglich die Charakterisierung solcher reziproken Klassen durch eine Dualitätsformel physikalisch umzudeuten in eine Newtonsche Gleichung. Damit gelingt uns ein Brückenschlag zwischen derartigen Charakterisierungsergebnissen und der Theorie stochastischer Mechanik durch den Interpretationsansatz, sowie der Theorie stochastischer optimaler Steuerung durch den mathematischen Ansatz. Unter Verwendung der Charakterisierung reziproker Klassen durch Dualitätsformeln beweisen wir weiterhin eine Invarianzeigenschaft der reziproken Klasse Browscher Bewegungen mit Drift unter Zeitumkehrung. Es gelingt uns weiterhin neue Resultate im Rahmen reiner Sprungprozesse zu beweisen. Wir beschreiben reziproke Klassen Markovscher Zählprozesse, d.h. Sprungprozesse mit Sprunghöhe eins, und erhalten eine Charakterisierung der reziproken Klasse vermöge einer Dualitätsformel. Diese beinhaltet als Schlüsselterme eine stochastische Ableitung nach den Sprungzeiten, ein kompensiertes stochastisches Integral und eine Invariante der reziproken Klasse. Wir präsentieren außerdem eine Interpretation der Charakterisierung einer reziproken Klasse im Rahmen der stochastischen Steuerungstheorie. Als weitere Anwendung beweisen wir eine Invarianzeigenschaft der reziproken Klasse Markovscher Zählprozesse unter Zeitumkehrung. Einige dieser Ergebnisse werden fur reine Sprungprozesse mit unterschiedlichen Sprunghöhen verallgemeinert. Insbesondere zeigen wir, dass die reziproken Klassen Markovscher Sprungprozesse vermöge reziproker Invarianten unterschieden werden können. Eine Charakterisierung der reziproken Klasse zusammengesetzter Poissonprozesse durch eine Dualitätsformel gelingt unter der Annahme inkommensurabler Sprunghöhen.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchungen zur Herstellung der Erdalkalimetallchlorate und zu den Lösungsgleichgewichten in den reziproken Salzpaaren MCl2 + 2NaClO3 = M(ClO3)2 + 2NaCl/H2O (M = Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+) bei 25°C, 50°C und 75°C. Neben den Löslichkeiten und Bodenkörperparagenesen sind die Dichten und Viskositäten bestimmt worden. Auf der Basis der erarbeiten Daten erfolgte die Bilanzierung der Herstellungsprozesse der Erdalkalimetallchlorate durch reziproke Umsetzung. Zusammenfassend kann eingeschätzt werden, dass mit etwa 0,2 bis 0,5 kg wasserfreies Chlorat pro kg Umlauflösung durchaus effektive Prozesse der polythermen reziproken Umsetzung vorliegen. Über die IR- und Raman-Spektroskopie und die Thermoanalyse wurden die Erdalkalimetallchlorate bzw. Erdalkalimetallchlorat-Hydrate näher charakterisiert, u.a. bezüglich ihres Zersetzungsverhaltens bis zum Erdalkalimetallchlorid.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchungen zur Herstellung der Erdalkalimetallchlorate und zu den Lösungsgleichgewichten in den reziproken Salzpaaren MCl2 + 2NaClO3 = M(ClO3)2 + 2NaCl/H2O (M = Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+) bei 25°C, 50°C und 75°C. Neben den Löslichkeiten und Bodenkörperparagenesen sind die Dichten und Viskositäten bestimmt worden. Auf der Basis der erarbeiten Daten erfolgte die Bilanzierung der Herstellungsprozesse der Erdalkalimetallchlorate durch reziproke Umsetzung. Zusammenfassend kann eingeschätzt werden, dass mit etwa 0,2 bis 0,5 kg wasserfreies Chlorat pro kg Umlauflösung durchaus effektive Prozesse der polythermen reziproken Umsetzung vorliegen. Über die IR- und Raman-Spektroskopie und die Thermoanalyse wurden die Erdalkalimetallchlorate bzw. Erdalkalimetallchlorat-Hydrate näher charakterisiert, u.a. bezüglich ihres Zersetzungsverhaltens bis zum Erdalkalimetallchlorid.

Job Crafting – durch Beschäftigte initiierte Veränderungen des Jobs – hat in der Wissenschaft und Praxis in den letzten Jahren einen hohen Stellenwert eingenommen. Die Job Crafting Literatur hebt besonders die positive Seite des Job Craftings hervor – sowohl auf inter- als auch intraindividueller Ebene. Allerdings scheinen Job Crafting und seine Folgen komplexer zu sein und benötigen ein besseres Verständnis. Daher war das Ziel der Dissertation bisherige Job Crafting Theorien anhand von drei Ansätzen zu erweitern. Dafür habe ich vier Studien durchgeführt, aus denen drei Manuskripte hervorgingen. Erstens, in Studie 1 bezog ich mich auf die ressourcen-konsumierende Natur des Job Craftings und fand einen kurvilinearen Job Crafting-Effekt auf das Arbeitsengagement. Dies galt nur für erschöpfte Beschäftigte (d.h. Moderationseffekt). Zweitens, Studie 2 fokussierte sich auf den fluktuierenden Anteil des Job Craftings innerhalb von Beschäftigten (d.h. intraindividuelle Ebene) und untersuchte reziproke Beziehungen zwischen Job Crafting, Arbeitsengagement und Leistung von einer zur nächsten Woche. Daten aus einer wöchentlichen Tagebuchstudie wurden mit Hilfe eines Random-Intercept Cross-Lagged Panel Modells (RI-CLPM) analysiert. Es gab keine reziproken Beziehungen zwischen Job Crafting, Arbeitsengagement und Leistung auf intraindividueller Ebene zwischen den Wochen, die Beziehungen waren sehr heterogen. Drittens, in Studien 3 und 4 haben wir die Approach-Avoidance Job Crafting Skala basierend auf dem Approach-Avoidance Crafting Model entwickelt und validiert. Die Skala bildet Approach und Avoidance Crafting als unabhängige Faktoren ab und misst 8 verschiedene Dimensionen resultierend aus einer hierarchischen Struktur, die frühere Job Crafting Konzepte integriert. Unsere Ergebnisse zeigten inkrementelle Validität von Approach und Avoidance Crafting bei der Vorhersage von arbeitsbezogenen Outcomes. / Job crafting – employee-initiated changes to the job – has received a high priority in science and practice in the recent years. Job crafting literature often emphasizes its positive effects – both at the between-person and within-person level. However, job crafting and its consequences seem to be more complex and, thus needs further understanding. Doing so, the aim of the dissertation was to expand current job crafting theories by using three approaches. Therefore, I conducted four studies resulting in three manuscripts. Firstly, in Study 1, I referred to the resource-consuming nature of job crafting and found a curvilinear effect (U-shaped curve) of the job crafting strategy crafting social resources (i.e., increasing social resources) on work engagement. This only applied to exhausted employees (i.e., a moderation effect). Secondly, in Study 2 focused on the fluctuating portion of job crafting within employees and investigated reciprocal relationships between job crafting, work engagement, and performance from one week to the next at the within-person level. Data from a weekly diary study were analyzed with a random-intercept cross-lagged panel model (RI-CLPM). There were no reciprocal relationships between job crafting, work engagement, and performance at the within-person level across weeks, rather the relations were more heterogeneous than anticipated. Thirdly, in Study 3 and 4, we developed and validated the Approach-Avoidance Job Crafting Scale based on my approach-avoidance crafting model. The scale depicts approach and avoidance crafting as two independent factors and assesses eight different job crafting dimensions. These result from a hierarchical structure in which previous job crafting concepts are integrated. Our results showed that approach and avoidance crafting have incremental validity in predicting work-related outcomes beyond previous job crafting scales.

La Filière Bilingue (FiBi), une école publique dont le concept repose sur l’enseignement par immersion réciproque, se trouve à la frontière linguistique, à Biel/Bienne. L’enseignement y est dispensé à parts égales en (suisse-) allemand et en français (Modèle 50/50) par des enseignant-e-s locutrices/locuteurs natives/natifs. Cette école, qui offre une alternative aux écoles avec une seule langue de scolarisation, promeut l’intégration des élèves francophones et germanophones, mais aussi d’enfants allophones ne partageant pas les deux langues de scolarisation. Elle favorise ainsi «le développement du bilinguisme et de la bi-littératie, en plus du niveau requis des savoirs disciplinaires et des compétences interculturelles de tous les élèves» (Christian 1994: 1). La présence d’élèves francophones, germanophones et allophones dans la même classe permet à ces apprenant-e-s, plurilingues en devenir, l’acquisition des deux langues de scolarisation en communiquant avec des locutrices/locuteurs natives/natifs et en valorisant leurs cultures respectives.Cette thèse se propose de documenter le développement des deux langues de scolarisation (français et (suisse-)allemand). La première partie de ce travail présente le cadre théorique. Après avoir donné la définition de quelques notions clés comme «langue», «bilinguisme vs. SLA», «plurilinguisme», «immersion (réciproque)» et «translanguaging», nous adopterons une perspective qui montre comment les plurilingues en devenir utilisent leur deux langues de scolarisation afin de communiquer de façon efficace. En faisant référence à une idéologie hétéroglossique, cette perspective plus holistique permettra d'analyser l'apprentissage des langues en tenant compte de l’interdépendance fonctionnelle des deux langues. Ceci constituera la base à travers laquelle nous analyserons les pratiques langagières des apprenant-e-s et les résultats d’interviews semi-dirigées et axées sur la performance conduites dans les deux langues de scolarisation (dix interviews au total).Dans la deuxième partie de notre travail, nous présenterons les données empiriques qui constituent notre corpus de référence et en proposerons une analyse. En ce qui concerne les données, notre choix s’est porté sur un corpus longitudinal qui a été récolté pendant quatre ans. Ce choix nous a paru le meilleur moyen pour décrire le processus dynamique de l’acquisition des deux langues (français et (suisse-) allemand). Quant à l’analyse des données, nous avons décidé de combiner deux approches complémentaires : l’analyse qualitative permettra de décrire de manière détaillée les stratégies du «translanguaging» (García, 2009) utilisées par les élèves, alors que l’analyse quantitative s’attachera à évaluer la capacité des apprenant-e-s «à utiliser la langue de façon communicative» (Bachman et Palmer, 2010) à différents moments de leur apprentissage.Dans la troisième et dernière partie, nous nous attacherons aux implications pédagogiques que ce type d’immersion suppose et que notre étude essaie de modéliser. En effet, il importe que les (futur-e-s) enseignant-e-s œuvrant dans ces écoles devraient bénéficient d’une formation adéquate se basant sur la professionnalisation de l’enseignement par immersion, autrement dit fondée sur la recherche et adaptée à la pratique. Le but sera de former des enseignant-e-s capables de soutenir le plus efficacement possible leurs élèves dans le processus de l’apprentissage intégré des savoirs discipinaires et linguistiques. Nous conclurons ce travail par une synthèse de l'étude et de ses principaux résultats et nous efforcerons de dégager des pistes intéressantes pour des projets de recherche ultérieurs. / The two-way immersion program Filière Bilingue (FiBi) is a choice-based educational alternative in a Swiss public school situated on the language border in Biel/Bienne. This two-way immersion program integrates French-speaking and German-speaking students and «strives to promote bilingualism and biliteracy in addition to grade-level academic achievement for all students» (Christian 1994: 1). The presence of approximately equal numbers of native speakers of both languages in the same class provides opportunities for students to communicate with native-speaker peers, creating linguistic and intercultural benefits for both groups. Moreover, each class is composed of one third of allophone students having neither French, nor (Swiss) German as an L1 (or L1s). The amount of instructional time is equal in the two languages of schooling at all grade levels (50/50 program model). The focus of this thesis is the emergent multilinguals’ development in their two languages of schooling (French and (Swiss) German). The first part is theory-driven and defines some basic notions such as «language», «bilingualism vs. SLA», «multilingualism», «(two-way) immersion» and «translanguaging», resulting in the proposition to approach the emergent multilinguals’ proficiency outcomes from the perspective of what speakers do with the two languages of schooling in order to communicate efficiently and effectively. Considering multiple language practices in functional interrelationship can be referred to as a heteroglossic language ideology. Adopting thus a more holistic view on multilingual development forms the basis for the analysis of the outcomes of semi-structured and performance-oriented interviews – conducted with the emergent multilinguals in their two languages of schooling at five points in time (ten interviews in total).In the second part, an empirical study with data from our corpus – collected over a period of four years - is presented. Two approaches are combined for the analysis of data: whereas the qualitative analysis shows some illustrative examples of the learners’ translanguaging strategies (García, 2009), the quantitative analysis focuses on the measurement of their ability «to use language communicatively» (Bachman and Palmer, 2010). In lieu of measuring a current level of achievement in the learners’ two languages of schooling, process measures provide a broader picture, including variations in performance from a longitudinal perspective and documenting the emergent multilinguals’ dynamic process of becoming proficient in their two languages of schooling. In part three, major findings and limitations of the study are presented, including pedagogical implications resulting from the outcomes of this study. We conclude that practicing and future teachers of immersion schools need an appropriate teacher education with focus on the professionalization of two-way immersion education. This research-based and practitioner-informed teacher training should aim to train teachers who are able to best support emergent multilinguals in their process to learn content by means of two languages of schooling.The conclusion presents a summary of our study and suggests further possible research projects. / Die Filière Bilingue (FiBi) ist eine öffentliche Schule. Deren Konzept basiert auf dem Prinzipder reziproken Immersion. Sie befindet sich an der Sprachgrenze in Biel/Bienne. Diese Schule – eineAlternative zu Schulen mit einer Schulsprache - fördert die Integration von deutschsprachigen undfranzösischsprachigen Lernenden und «fördert die Zweisprachigkeit sowie die Lese- undSchreibfähigkeit in beiden Zielsprachen und das Erreichen der Lernziele in allen Schulfächern vonallen Lernenden» (Christian 1994: 1). Ausserdem besteht ein Drittel jeder Klasse aus allophonenKindern, die weder Deutsch noch Französisch als Erstsprache(n) haben. Der Unterricht erfolgt je zurHälfte auf Französisch und Deutsch (50/50-Modell). Da die Klassen je hälftig aus deutsch- undfranzösischsprachigen Kindern zusammengesetzt werden, ermöglicht dies den Lernenden mitMuttersprachlern der «anderen» Schulsprache zu kommunizieren und interkulturelle Kompetenzen zuerwerben.Diese Arbeit dokumentiert die Entwicklung der Lernenden in ihren zwei Schulsprachen. Dererste Teil dieser Arbeit liefert einen theoretischen Rahmen und klärt Begriffe wie «Sprache»,«Zweisprachigkeit vs. SLA», «Mehrsprachigkeit», «(reziproke) Immersion» und «translanguaging»,gefolgt vom Vorschlag, eine Perspektive einzunehmen, die zeigt, wie die Lernenden dieSchulsprachen brauchen, um effizient zu kommunizieren. Die Betrachtung der multiplenSprachpraktiken in ihrer funktionellen wechselseitigen Abhängigkeit verweist auf eine HeteroglossieIdeologie.52 Eine solche ganzheitliche Betrachtung der mehrsprachigen Entwicklung der Lernendenbildet die theoretische Grundlage für die Auswertung der gesammelten Daten aus den halbstrukturiertenund auf Performanz ausgerichteten Leitfaden-Interviews (zehn Interviews insgesamt invier Jahren).Der zweite Teil dieser Arbeit präsentiert eine empirische Langzeitstudie. Zwei Ansätzewurden bei der Analyse der gesammelten Daten kombiniert: während die qualitative AnalyseStrategien wie «translanguaging» (García, 2009a) von Lernenden zeigt, fokussiert die quantitativeAnalyse auf die Messung der Fähigkeit «Sprache auf kommunikative Weise zu verwenden» (Bachmanund Palmer, 2010). Anstatt das aktuelle Sprachniveau der Lernenden in den beiden Schulsprachen zumessen, wird ein breiteres Bild gezeigt, das Variationen in der Performanz der Lernenden einschliesstund den dynamischen Spracherwerbsprozess aufzeigt. So wird der effiziente und kreative Gebrauchder Sprache sowie mehrsprachige Diskurs-Praktiken wie «translanguaging» gezeigt. Diese multiplenSprachpraktiken zeigen das dynamische und interaktive Kommunikationssystem der mehrsprachigenLernenden und deren Spracherwerbsprozess in.Im dritten Teil werden die pädagogischen Schlussfolgerungen präsentiert. Eine angemesseneLehrerausbildung für diese Lehrpersonen fokussierend auf der Professionalisierung des Immersions-Unterrichts wäre wünschenswert, in welcher ein für die Praktiker/innen nützlicher Wissenstransfervon Forschungsresultaten stattfindet. So könnten die Lernenden bestmöglich beim Prozess, sichSchulstoff durch zwei Schulsprachen anzueignen, unterstützt werden. Der Schlussteil dieser Arbeitfasst die Studie und deren Ergebnisse zusammen und zeigt weitere Forschungsperspektiven auf.

Eine effektive Reinigung und die Formung des Wurzelkanals sind wesentliche Faktoren der Wurzelkanalbehandlung. In den Jahren seit Entwicklung der maschinellen Präparation der Wurzelkanäle wurden viele verschiedene Techniken und Instrumente entwickelt. Die Techniken sollten die Handhabung erleichtern und die Instrumente - durch ihr Design und Material - eine sichere und effiziente Präparation ermöglichen. Die ständige Weiter- und Neuentwicklung machen standardisierte Untersuchungsmethoden zum Vergleich der Instrumente notwendig. In dieser Arbeit wurden folgende Parameter untersucht: Veränderungen des anatomischen Kanalverlaufs durch die Präparation, insbesondere Begradigung gekrümmter Wurzelkanäle, qualitative und quantitative Veränderung der Form des Wurzelquerschnittes im apikalen, medialen und koronalen Kanalanteil, Bewertung der Reinigungsqualität an der Wurzelkanalwand in Bezug auf Smear Layer und Debris, Arbeitssicherheit, bezogen auf Art und Häufigkeit von Zwischenfällen, wie z.B. Instrumentenfrakturen, apikale Blockaden, Perforationen und Arbeitslängenverlusten, Zeitaufwand der Arbeitsschritte Der standardisierte Versuchsaufbau gewährleistete die simultane Analyse dieser Präparations-parameter. An 45 Unterkiefermolaren mit einem Krümmungswinkel zwischen 20° und 40° wurden die mesialen Wurzelkanäle mit den Single-File-Systemen RECIPROC®, Wave One™ und One Shape® aufbereitet und untersucht. Auch eine Anwendung in stark gekrümmten Wurzelkanälen führt nur zu einer geringen Wurzelkanalbegradigung. Es konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Sys-temen festgestellt werden. Die mittleren Werte der Begradigung sind bei allen Systemen als gering einzustufen. Sie lagen zwischen 1.20° und 1,28°. Die Systeme RECIPROC® und Wave One™ zeigen im Vergleich zu One Shape® kleinere Werte bei der Kanalbegradigung. Die drei Systeme respektieren den originalen Kanalverlauf sehr gut. Die Konizität des One Shape®-Systems scheint bei der qualitativen Präparationsform nach-teilig zu sein. Es lässt sich ein signifikanter Unterschied im medialen Kanalbereich feststellen. Die quantitative Querschnittsanalyse zeigt Mängel im apikalen Bereich. Es wurden vermehrt unbearbeitete Anteile der Kanalwand dokumentiert. Die Systeme unterscheiden sich jedoch nicht. Die Sauberkeit der Kanalwand nach der Präparation lässt bei allen Systemen ein Defizit im apikalen Bereich erkennen. Sowohl beim Debris und auch beim Smear Layer ist die Reinigung in ca. 50% der Wurzelkanäle nicht ausreichend. Der Zeitbedarf für die reine Präparation ist deutlich reduziert. Die reinen Instrumentierungs-zeiten lagen konzentriert bei weniger als 40 sec pro Kanal. Das System One Shape® unter-scheidet sich signifikant. Mit einer Präparationszeit von 36,3 sec ist es das schnellere der drei untersuchten Systeme. Alle Systeme sind als sicher einzustufen. Die Zwischenfälle waren gering und zum größten Teil der verwendeten Methode der Studie zuzuschreiben. Die Fraktur des RECIPROC®-In-struments wurde durch den Spalt zwischen den Sägefragmenten verursacht. Die Untersuchung der drei neuen Single-File-Systeme RECIPROC®, Wave One™ und One Shape® zeigt, dass eine adäquate Präparation des Wurzelkanals mit einer Feile möglich ist. Hinsichtlich der Verschleppung von Keimen in sterile Bereiche der Pulpa und der nicht vertretbaren Kreuzkontamination mit Prionen und anderen Erregern sind die Single-File-Systeme eine ernsthafte Alternative zu Multi-Use-Systemen.

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen epitaktischer Dehnung auf die Eigenschaften ferromagnetischer und ferroelektrischer Perowskitschichten untersucht. Dazu wird der biaxiale Dehnungszustand einer Schicht reversibel verändert, indem einkristalline piezoelektrische Pb(Mg1/3Nb2/3)0.72Ti0.28O3 (001) Substrate (PMN-PT) verwendet werden. Ergänzt werden die Messungen mit dieser “dynamischen” Methode durch Untersuchungen an statisch gedehnten Schichten, gewachsen auf LaAlxSc1-xO3-Pufferschichten mit gezielt abgestimmter Gitterfehlpassung. Drei verschiedene Materialsysteme werden studiert: die ferromagnetischen Oxide La0.8Sr0.2CoO3 und SrRuO3 und das ferroelektrische Pb(Zr,Ti)O3. Für La0.8Sr0.2CoO3 wird ein dehnungsinduzierter Übergang von der bekannten ferromagnetischen Phase zu einer magnetisch weniger geordneten, spinglasartigen Phase nachgewiesen. Es ergeben sich keine Hinweise auf eine Beeinflussung des Co-Spinzustandes. In epitaktischen SrRuO3-Schichten bewirkt eine Zugdehnung einen strukturellen Phasenübergang von der orthorhombischen Bulk-Phase zu einer out-of-plane orientierten tetragonalen Phase. Die leichte Richtung liegt in der Ebene. Reversible Dehnungsmessungen zeigen einen deutlichen Einfluss auf die ferromagnetische Ordnungstemperatur und deuten auf eine geringe Veränderung des magnetischen Moments hin. Der Dehnungseffekt auf die elektrischen Transporteigenschaften wird bestimmt. Pb(Zr,Ti)O3 wird als ferroelektrisches Standardmaterial genutzt, um erstmalig den Einfluss biaxialer Dehnung auf das ferroelektrische Schaltverhalten dünner Schichten zu untersuchen. Für kleine elektrische Felder zeigen die Messungen das typische Verhalten einer gepinnten Domänenwandbewegung. Hier wird der Schaltvorgang unter Piezokompression stark beschleunigt. Werden an die elektrischen Kontakte größere elektrische Felder angelegt, geht die Domänenwandbewegung in das Depinning-Regime über. Die Schaltkinetik wird in diesem Bereich unter Piezokompression leicht verlangsamt. / In this work, the effect of epitaxial strain on the properties of ferromagnetic and ferroelectric perovskite thin films is studied. Single-crystalline piezoelectric Pb(Mg1/3Nb2/3)0.72Ti0.28O3 (001) substrates (PMN-PT) are utilized to reversibly change the biaxial strain state of the films. The measurements performed by this “dynamic” approach are complemented by studying statically strained films grown on LaAlxSc1-xO3 buffer layers with deliberately tuned lattice misfit. Three different material systems are investigated: the ferromagnetic oxides La0.8Sr0.2CoO3 and SrRuO3 and the ferroelectric compound Pb(Zr,Ti)O3. In case of La0.8Sr0.2CoO3 a strain-induced transition from the known ferromagnetic phase to a magnetically less ordered spinglas-like phase is observed. No indications for an effect on the Co spin state are found. In epitaxial SrRuO3 films tensile strain is causing a structural phase transition from the bulk-like orthorhombic structure to an out-of-plane oriented tetragonal phase. The magnetic easy axis is in the film plane. Reversible strain experiments show a significant effect on the ferromagnetic ordering temperature and point to a small change of the magnetic moment. The strain effect on the electric transport properties is also determined. Pb(Zr,Ti)O3 as a standard ferroelectric material is used to study the influence of biaxial strain on the ferroelectric switching behaviour of thin films for the first time. At small electric fields the measurements reveal the typical signs of creep-like domain wall motion caused by wall pinning. In this regime the switching process is accelerated strongly under piezo-compression. For higher electric fields a transition of the domain wall motion to the depinning regime is observed. Here, the switching kinetics is slowed down moderately by compressive strain.

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen epitaktischer Dehnung auf die Eigenschaften ferromagnetischer und ferroelektrischer Perowskitschichten untersucht. Dazu wird der biaxiale Dehnungszustand einer Schicht reversibel verändert, indem einkristalline piezoelektrische Pb(Mg1/3Nb2/3)0.72Ti0.28O3 (001) Substrate (PMN-PT) verwendet werden. Ergänzt werden die Messungen mit dieser “dynamischen” Methode durch Untersuchungen an statisch gedehnten Schichten, gewachsen auf LaAlxSc1-xO3-Pufferschichten mit gezielt abgestimmter Gitterfehlpassung. Drei verschiedene Materialsysteme werden studiert: die ferromagnetischen Oxide La0.8Sr0.2CoO3 und SrRuO3 und das ferroelektrische Pb(Zr,Ti)O3. Für La0.8Sr0.2CoO3 wird ein dehnungsinduzierter Übergang von der bekannten ferromagnetischen Phase zu einer magnetisch weniger geordneten, spinglasartigen Phase nachgewiesen. Es ergeben sich keine Hinweise auf eine Beeinflussung des Co-Spinzustandes. In epitaktischen SrRuO3-Schichten bewirkt eine Zugdehnung einen strukturellen Phasenübergang von der orthorhombischen Bulk-Phase zu einer out-of-plane orientierten tetragonalen Phase. Die leichte Richtung liegt in der Ebene. Reversible Dehnungsmessungen zeigen einen deutlichen Einfluss auf die ferromagnetische Ordnungstemperatur und deuten auf eine geringe Veränderung des magnetischen Moments hin. Der Dehnungseffekt auf die elektrischen Transporteigenschaften wird bestimmt. Pb(Zr,Ti)O3 wird als ferroelektrisches Standardmaterial genutzt, um erstmalig den Einfluss biaxialer Dehnung auf das ferroelektrische Schaltverhalten dünner Schichten zu untersuchen. Für kleine elektrische Felder zeigen die Messungen das typische Verhalten einer gepinnten Domänenwandbewegung. Hier wird der Schaltvorgang unter Piezokompression stark beschleunigt. Werden an die elektrischen Kontakte größere elektrische Felder angelegt, geht die Domänenwandbewegung in das Depinning-Regime über. Die Schaltkinetik wird in diesem Bereich unter Piezokompression leicht verlangsamt.:1 Einführung 1.1 Motivation 1.2 Methodik 1.3 Übersicht 2 Probenherstellung und -charakterisierung 2.1 Gepulste Laserdeposition 2.1.1 Prinzip 2.1.2 Aufbau 2.1.3 RHEED 2.1.4 Optimierung des Schichtwachstums 2.1.5 Targets 2.1.6 Substrate 2.2 Röntgendiffraktion 2.2.1 Röntgenmethoden 2.2.2 Röntgenreflektometrie 2.3 SQUID-Magnetometrie 2.4 Rasterkraftmikroskopie 2.5 Transportmessungen 2.6 Elektrische Polarisationsmessungen 3 PMN-PT 3.1 PMN-PT als piezoelektrisches Dünnschicht-Substrat 3.2 PMN-PT als Piezoaktuator 3.3 Temperaturabhängigkeit der Piezodehnung 3.4 Dehnungsübertragung in die Schicht 4 Puffersysteme 4.1 Motivation 4.2 LaAlxSc1−xO3 4.3 BaxSr1−xTiO3 5 Dehnungseinfluss auf ferromagnetische Filme - La0.8Sr0.2CoO3 5.1 Grundlagen zu La1−xSrxCoO3 5.1.1 Struktur 5.1.2 Spinzustand 5.1.3 Magnetische Wechselwirkungen / Doppelaustausch 5.1.4 Phasendiagramm / magnetische Phasenseparation 5.2 Messungen 5.2.1 Gitter- und Mikrostruktur 5.2.2 Curie-Temperatur 5.2.3 Magnetoelastischer Effekt 5.2.4 Magnetisierungsschleifen 5.2.5 elektrischer Transport 5.3 Zusammenfassung und Ausblick 6 Dehnungseinfluss auf ferromagnetische Filme - SrRuO3 6.1 Grundlagen zu SrRuO3 6.1.1 Struktur 6.1.2 Magnetismus 6.1.3 Elektrischer Transport 6.2 Messungen 6.2.1 Gitter- und Mikrostruktur 6.2.2 Magnetismus 6.2.3 Elektrischer Transport 6.3 Zusammenfassung und Ausblick 7 Dehnungseinfluss auf ferroelektrische Filme - PbZr1−xTixO3 7.1 Grundlagen 7.1.1 PbZr1−xTixO3 7.1.2 Elektrische Polarisation 7.1.3 Koerzitivfeld 7.1.4 Domänendynamik 7.2 Messungen 7.2.1 Gitterstruktur 7.2.2 Standardcharakterisierung: Dehnungseinfluss auf die remanente Polarisation Pr und das Koerzitivfeld EC 7.2.2.1 Statische Messungen 7.2.2.2 Dehnungsmessungen 7.2.3 PUND-Messungen: Dehnungseinfluss auf die charakteristische Schaltzeit tsw 7.3 Zusammenfassung und Ausblick 8 Zusammenfassung / In this work, the effect of epitaxial strain on the properties of ferromagnetic and ferroelectric perovskite thin films is studied. Single-crystalline piezoelectric Pb(Mg1/3Nb2/3)0.72Ti0.28O3 (001) substrates (PMN-PT) are utilized to reversibly change the biaxial strain state of the films. The measurements performed by this “dynamic” approach are complemented by studying statically strained films grown on LaAlxSc1-xO3 buffer layers with deliberately tuned lattice misfit. Three different material systems are investigated: the ferromagnetic oxides La0.8Sr0.2CoO3 and SrRuO3 and the ferroelectric compound Pb(Zr,Ti)O3. In case of La0.8Sr0.2CoO3 a strain-induced transition from the known ferromagnetic phase to a magnetically less ordered spinglas-like phase is observed. No indications for an effect on the Co spin state are found. In epitaxial SrRuO3 films tensile strain is causing a structural phase transition from the bulk-like orthorhombic structure to an out-of-plane oriented tetragonal phase. The magnetic easy axis is in the film plane. Reversible strain experiments show a significant effect on the ferromagnetic ordering temperature and point to a small change of the magnetic moment. The strain effect on the electric transport properties is also determined. Pb(Zr,Ti)O3 as a standard ferroelectric material is used to study the influence of biaxial strain on the ferroelectric switching behaviour of thin films for the first time. At small electric fields the measurements reveal the typical signs of creep-like domain wall motion caused by wall pinning. In this regime the switching process is accelerated strongly under piezo-compression. For higher electric fields a transition of the domain wall motion to the depinning regime is observed. Here, the switching kinetics is slowed down moderately by compressive strain.:1 Einführung 1.1 Motivation 1.2 Methodik 1.3 Übersicht 2 Probenherstellung und -charakterisierung 2.1 Gepulste Laserdeposition 2.1.1 Prinzip 2.1.2 Aufbau 2.1.3 RHEED 2.1.4 Optimierung des Schichtwachstums 2.1.5 Targets 2.1.6 Substrate 2.2 Röntgendiffraktion 2.2.1 Röntgenmethoden 2.2.2 Röntgenreflektometrie 2.3 SQUID-Magnetometrie 2.4 Rasterkraftmikroskopie 2.5 Transportmessungen 2.6 Elektrische Polarisationsmessungen 3 PMN-PT 3.1 PMN-PT als piezoelektrisches Dünnschicht-Substrat 3.2 PMN-PT als Piezoaktuator 3.3 Temperaturabhängigkeit der Piezodehnung 3.4 Dehnungsübertragung in die Schicht 4 Puffersysteme 4.1 Motivation 4.2 LaAlxSc1−xO3 4.3 BaxSr1−xTiO3 5 Dehnungseinfluss auf ferromagnetische Filme - La0.8Sr0.2CoO3 5.1 Grundlagen zu La1−xSrxCoO3 5.1.1 Struktur 5.1.2 Spinzustand 5.1.3 Magnetische Wechselwirkungen / Doppelaustausch 5.1.4 Phasendiagramm / magnetische Phasenseparation 5.2 Messungen 5.2.1 Gitter- und Mikrostruktur 5.2.2 Curie-Temperatur 5.2.3 Magnetoelastischer Effekt 5.2.4 Magnetisierungsschleifen 5.2.5 elektrischer Transport 5.3 Zusammenfassung und Ausblick 6 Dehnungseinfluss auf ferromagnetische Filme - SrRuO3 6.1 Grundlagen zu SrRuO3 6.1.1 Struktur 6.1.2 Magnetismus 6.1.3 Elektrischer Transport 6.2 Messungen 6.2.1 Gitter- und Mikrostruktur 6.2.2 Magnetismus 6.2.3 Elektrischer Transport 6.3 Zusammenfassung und Ausblick 7 Dehnungseinfluss auf ferroelektrische Filme - PbZr1−xTixO3 7.1 Grundlagen 7.1.1 PbZr1−xTixO3 7.1.2 Elektrische Polarisation 7.1.3 Koerzitivfeld 7.1.4 Domänendynamik 7.2 Messungen 7.2.1 Gitterstruktur 7.2.2 Standardcharakterisierung: Dehnungseinfluss auf die remanente Polarisation Pr und das Koerzitivfeld EC 7.2.2.1 Statische Messungen 7.2.2.2 Dehnungsmessungen 7.2.3 PUND-Messungen: Dehnungseinfluss auf die charakteristische Schaltzeit tsw 7.3 Zusammenfassung und Ausblick 8 Zusammenfassung