Diese Arbeit behandelt den Einfluss der Mg- und Si-Dotierung auf das Wachstum von InN-Nanodrähten (ND) sowie die Etablierung, Anwendung und Analyse des selektiven Wachstums von GaN-ND auf Si-Substraten. Das Ziel der Arbeit ist dabei die Herstellung von ND mit homogenen Abständen, Durchmessern und Längen. Zunächst wird die Si- und Mg-Dotierung von InN-ND untersucht. Dazu werden die einzelnen Wachstumsparameter variiert und deren Einfluss analysiert. Für die Si-Dotierung kann dabei eine nicht lineare Abhängigkeit der Morphologie der Nanodrähte mit der Substrattemperatur, dem In- und Si-Fluss beobachtet werden, sowie eine Erweiterung der Wachstumstemperatur zu Werten oberhalb des Einsetzens der Dekomposition bei gleichzeitig verbesserter Homogenität der Länge und des Durchmessers der ND. Für die Mg-Dotierung von InN-ND wird kein Einfluss auf die Morphologie beobachtet. Durch optische und elektrische Messungen wird ein Hinweis auf das erfolgreiche Einbringen der Mg-Atome als Akzeptoren beobachtet. Nach einer Voruntersuchung anhand von nicht-selektivem Wachstum bei hohen Substrattemperaturen, sowie einer Untersuchung zur Dekomposition von GaN-ND werden die Wachstumsparameter für das selektive Wachstum mit einem neuentwickelten Ansatz eingegrenzt. Anschließend wird innerhalb dieser Grenzen der Einfluss der Wachstumsparameter auf das selektive Wachstum untersucht. Ein Schwerpunkt dieser Untersuchungen wird auf die Nukleation gesetzt, bei der anhand von Variationen des Substratdesigns (Maskentyp, -material sowie Substratmaterial) und direkten Analysen für kurze Wachstumszeiten ein neuartiges Nukleationsmodell vorgeschlagen wird. Ein zweiter Schwerpunkt wird auf die Diffusion der Ga-Atome gesetzt. Es wird ein geometrisches Modell zur Analyse der Diffusion auf dem Substrat und den Seitenfacetten vorgeschlagen und durch experimentelle Daten untermauert. Anhand des Modells ergeben sich Diffusionslängen von 400 nm auf dem Substrat respektive 500 nm auf den ND-Seitenfacetten. / The influence of the Si- and Mg-doping of InN NWs as well as the selective area growth (SAG) of GaN NWs on Si substrates is developed, optimized and analyzed to obtain NWs with homogeneous periods, lengths and diameters. The variation of growth parameters for Si-doped InN NWs reveals a nonmonotonic morphology dependence and an extended growth window towards higher substrate temperatures. In addition, the NW density is reduced and the size homogeneity improved for high Si doping levels. In contrast, no impact on the morphology of the InN NWs is observed under Mg-doping. Nevertheless, indications of a successful incorporation of the Mg-acceptors are found by optical and electrical studies. The non-selective growth of GaN NWs at high substrate temperatures is investigated for various Ga-fluxes and substrate temperatures. Furthermore, the decomposition of GaN NWs is observed with an investigation of the NW morphology and the Ga desorption during growth. The nucleation on the mask (Si) and the substrate (AlN) is investigated with a new approach to define a growth window for the SAG. Within this window, the influence of the substrate temperature, growth time, Ga- and N-flux on the SAG is investigated by a separate variation for each parameter. An optimal set of growth parameters with respect to a homogeneous NW morphology is obtained. The growth on substrates with different mask types, mask materials and substrate materials reveals a novel nucleation mechanism. The asymmetric nucleation in the holes of the mask could be attributed to a local increase in the Ga-supply by blocking the impinging Ga-flux at the vertical sidewalls. The diffusion of Ga-atoms on the substrate and the NW is finally investigated. A descriptive model is proposed and the fit to experimental data reveals a diffusion length of 400 nm. The limitation of the axial growth is explained by the diffusion length of Ga atoms on the NW sidewall and a diffusion length of approximately 500 nm is obtained.

In Pflanzen spielen Anpassungsprozesse als Reaktion auf die Umwelt eine zentrale Rolle, so z. B. auf der Ebene der Photosynthese und des Wachstums. Einer der wichtigsten Faktoren, die das Wachstumsverhalten beeinflussen, ist die Lichtverfügbarkeit und -verwertung. In vorliegender Arbeit galt es, die Auswirkung von Licht- und Chlorophyll (Chl)-Mangel auf verschiedene pflanzliche Prozesse zu untersuchen. Dabei standen folgende Fragen im Mittelpunkt: (1) Welche Konsequenzen haben ein reduziertes Anzuchtlichtangebot sowie eine limitierte Chl-Biosynthese für Photosynthese, Wachstum und Entwicklung von Tabakpflanzen? (2) Welche Bedeutung kommt dabei dem Energiestoffwechsel zu? (3) Welche regulativen Prozesse und Mechanismen spielen hierbei eine Rolle? Dazu wurden untransformierte Pflanzen von Tabak (Nicotiana tabacum L.) sowie 3 transgene Linien mit einem antisense-Konstrukt von Glutamat-1-Semialdehyd- Aminotransferase, einem Enzym der Chl-Biosynthese, entweder unter 300 oder 30 µmol Quanten m-2 s-1 photosynthetisch aktiver Strahlung angezogen. Es erfolgten Messungen zur morphometrischen Charakterisierung der Pflanzen, zur Lichtabsorption und zum CO2-/H2O-Gaswechsel der Blätter sowie Bestimmungen der Blattgehalte an Chl, Stärke, Zuckern, Kohlen- und Stickstoff sowie löslichem Protein, desweiteren der Mengen an Adenylaten und Pyridinnucleotiden sowie der NADP+-MDH-Aktivität. Ausserdem wurden licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen von Blättern und Chloroplasten durchgeführt. (1) Lichtmangel während der Anzucht sowie eine eingeschränkte Chl-Bildung hatten ein verringertes Absorptionsvermögen der Blätter zur Folge, was zur Reduzierung von Elektronentransport-, CO2-Aufnahme-, Photorespirations- und Dunkelatmungsraten führte. Dementsprechend zeigten diese Pflanzen eine verringerte Biomassebildung und -akkumulation und letztendlich eine Einschränkung von Wachstums- und Entwicklungsprozessen. (2) Die Ergebnisse zum Energie- und Reduktionsstatus zeigten, dass eine verminderte Bereitstellung von ATP und NADPH+H+ infolge des verringerten Absorptionsvermögens nicht vordergründig für die verringerten Stoffwechsel- und Wachstumsraten in den Licht- und Chl-Mangelpflanzen verantwortlich war. Vielmehr ergab sich dadurch langfristig via feedforward-Kontrolle eine down-Regulation von Energie-und Reduktionsequivalente-verbrauchenden Prozessen, um letztendlich ein energetisches Gleichgewicht zu sichern. (3) Eine ständige Anpassung an die vorherrschenden Anzuchtbedingungen und damit die langfristige Erhaltung der Homöostase ist grundlegende Überlebensstrategie der Pflanzen. Unter Bedingungen, die einen Energiemangel zur Folge haben - wie z. B. Licht- und Chl-Mangel -, treten regulative und kompensatorische Prozesse in Kraft, die die Wirkung des limitierenden Faktors auf die pflanzlichen Proz esse mit steigender Hierarchieebene abschwächen und somit der Optimierung des Energie- und Substratflusses in Richtung Wachstum, Entwicklung und Reproduktion dienen. Im Zusammenhang damit werden mögliche wirkende Kompensationsmechanismen diskutiert und unter anderem ein sogenanntes overflow-Modell vorgestellt. / In plants acclimation processes occur in response to changes of environmental factors e. g. at the level of photosynthesi s and growth. One of the most important factors affecting growth pattern of plants is the light availability and light utilization. The aim of the present work was to determine the effects of light and chlorophyll (chl) deficiency on several plant processes. The questions were: (1) What are the consequences of a reduced supply of growth light and a limited chl biosynthesis for photosynthesis, growth and development of tobacco plants? (2) What is thereby the significance of the energy and redox equivalents? (3) What kind of regulatory processes and mechanisms can be involved? Untransformed plants of tobacco (Nicotiana tabacum L.) and 3 transgenic lines with an antisense construct for glutamate-1-semialdehyde aminotransferase, an enzyme of the chl biosynthesis pathway, were grown under 300 or 30 µmol quants m-2 s-1 of photosynthetic active radiation. The following methods were applied: morphometry, light microscopy of leaf section and electron microscopy of chloroplasts, measurements of CO2/H2O gas exchange and light absorption, determinations of leaf contents of chl, adenylates, pyridine nucleotides, carbon, nitrogen, sugars, starch, soluble proteins and of NADP+ malate dehydrogenase activity. (1) Light deficiency during the growth and also a limited formation of chl led to a decreased leaf absorptance and further to a reduction of the rates of electron transport, CO2 assimilation, photorespiration and mitochondrial dark respiration. In this context these plants showed a decreased starch content and biomass accumulation and a reduction of growth rates and final growth data. (2) A reduced supply of ATP and NADPH+H+ due to the decreased photon absorption was not only directly responsible for the reduced metabolic and growth rates obtained in the deficient plants. In addition it resulted via feedforward control in a longterm down regulation of pro cesses consuming energy and redox equivalents. This led to the maintenance of the balance of energy and reduction states. (3) The basic survival strategy of plants is a permanent acclimation to the present growth conditions by which the homoeostasis is maintained. Under stress conditions leading to an energy shortage - like light and chl deficiency - regulating and compensating processes occur. These are responsible for the finding that the impact of the reduced energy supply is less pronounced at the level of growth compared to the level of photosynthesis. In general, the extent to which the rates were reduced decreased with increasing level of hierarchy. This resulted in an optimal flow of energy and substrates in direction of growth, development and reproduction. In this context several compensating mechanisms are discussed, e. g. an overflow model is proposed.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die in der mesotrophen Talsperre Saidenbach bedeutendsten Fischarten (Plötze, Barsch, Seeforelle) bezüglich ihrer Populationsstruktur, der Nahrung und der Habitatnutzung untersucht. Ziel war einerseits, die Analyse der Ausgangssituation und der Umsteuerungsphase bezüglich biomanipulationsbedingter Effekte, um einen späteren Vorher-Nachher-Vergleich innerhalb des Ganzseenexperimentes zu ermöglichen. Andererseits sollte untersucht werden, ob die Hypothese des konkurrenzbedingten juvenilen Flaschenhalses der Barsche auch auf große und tiefe Gewässer übertragbar ist und welche Faktoren die Zusammensetzung der Fischartengemeinschaft steuern. Es konnte gezeigt werden, dass der trophische Status eines Gewässers nicht die alleinige Steuergröße für die Dominanzverhältnisse in Fischartengemeinschaften ist. Entgegen den Erwartungen dominierten in der Talsperre Saidenbach trotz mesotropher Verhältnisse Plötzen. Eine bedeutende Einflussgröße auf die Dominanzverhältnisse ist die Habitatvariabilität, die auch durch die Morphometrie des Gewässers bestimmt wird. In großen und tiefen Gewässern besteht im Gegensatz zu kleinen und flachen Gewässern die Möglichkeit der Ausbildung zusätzlicher Umweltgradienten (z. B. vertikaler Temperaturgradient). Diese Gradienten erhöhen die Habitatdiversität innerhalb des Gewässers und bilden damit weitere Nischen aus, welche wiederum eine zusätzliche Nischentrennung zwischen konkurrierenden Gruppen ermöglichen. Die höhere Effizienz der Plötzen gegenüber Barschen bei der Nutzung von Zooplankton im Freiwasser scheint eine weitere Ursache für die Dominanz der Plötzen in dem stark pelagisch geprägten Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach zu sein. Darüber hinaus war die Barschpopulation durch die Prädation von piscivoren Barschen in der Talsperre Saidenbach wesentlich stärker beeinflusst als die Plötzenpopulation, was generell ein ausschlaggebender Faktor für die Plötzendominanz in mesotrophen Gewässern sein kann. Barsch, Plötze und Seeforelle wiesen vor allem während der Schichtungsperiode eine räumliche Trennung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung innerhalb des Gewässers auf. Der Grad der Piscivorie der bisher besetzten Seeforellen war noch zu gering, um einen wirksamen fraßbedingten Einfluss auf die Plötzenpopulation ausüben zu können. Für Seeforellen konnte gezeigt werden, dass der Grad der Piscivorie mit zunehmender Länge steigt. Überwiegend piscivor ernährten sich die Seeforellen in der Talsperre Saidenbach ab einer Länge von 50 cm. Sowohl Barsch als auch Plötze zeigten in der Talsperre Saidenbach ein gutes Wachstum. Nach etwa vier Jahren erreichten beide Arten ein Größenrefugium vor Prädation durch andere Raubfische. Plötzen erreichten ein höheres Alter als Barsche und verblieben damit länger in diesem Größenrefugium. Das führte zu einer Akkumulation großer Plötzen im Gewässer. Plötzen aller Größen waren ausgeprägt zooplanktivor. Im Zooplanktonanteil der Nahrung traten fast ausschließlich Daphnien auf. Mit dieser Ernährungsweise übten Plötzen einen hohen Fraßdruck auf das große filtrierende Zooplankton aus. Sowohl 0+ Barsche als auch ältere Barsche nutzten zu einem hohen Anteil Zooplankton als Nahrungsressource. Somit waren die juvenilen Barsche nicht zu einem frühzeitigen Nahrungswechsel zu benthischen Makroinvertebraten gezwungen. Zwischen juvenilen Barschen und Plötzen bestand nur eine geringe Überlappung der Nahrungsnischen. Die erweiterte Nischentrennung von Barsch und Plötze in großen und tiefen Gewässern reduziert sowohl die interspezifische als auch die intraspezifische Konkurrenz. Unter diesen Bedingungen sind Barsch und Plötze fähig, in großen Mengen zu koexistieren ohne dabei Kümmerwachstum zu zeigen. Ein juveniler Flaschenhals existiert trotz der Plötzendominanz offenbar in großen und tiefen Gewässern nicht, so dass die Flaschenhalshypothese auf kleine und flache Gewässer mit geringer Habitatdiversität beschränkt werden muss.

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Univ., Diss.--Bremen, 2006.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die in der mesotrophen Talsperre Saidenbach bedeutendsten Fischarten (Plötze, Barsch, Seeforelle) bezüglich ihrer Populationsstruktur, der Nahrung und der Habitatnutzung untersucht. Ziel war einerseits, die Analyse der Ausgangssituation und der Umsteuerungsphase bezüglich biomanipulationsbedingter Effekte, um einen späteren Vorher-Nachher-Vergleich innerhalb des Ganzseenexperimentes zu ermöglichen. Andererseits sollte untersucht werden, ob die Hypothese des konkurrenzbedingten juvenilen Flaschenhalses der Barsche auch auf große und tiefe Gewässer übertragbar ist und welche Faktoren die Zusammensetzung der Fischartengemeinschaft steuern. Es konnte gezeigt werden, dass der trophische Status eines Gewässers nicht die alleinige Steuergröße für die Dominanzverhältnisse in Fischartengemeinschaften ist. Entgegen den Erwartungen dominierten in der Talsperre Saidenbach trotz mesotropher Verhältnisse Plötzen. Eine bedeutende Einflussgröße auf die Dominanzverhältnisse ist die Habitatvariabilität, die auch durch die Morphometrie des Gewässers bestimmt wird. In großen und tiefen Gewässern besteht im Gegensatz zu kleinen und flachen Gewässern die Möglichkeit der Ausbildung zusätzlicher Umweltgradienten (z. B. vertikaler Temperaturgradient). Diese Gradienten erhöhen die Habitatdiversität innerhalb des Gewässers und bilden damit weitere Nischen aus, welche wiederum eine zusätzliche Nischentrennung zwischen konkurrierenden Gruppen ermöglichen. Die höhere Effizienz der Plötzen gegenüber Barschen bei der Nutzung von Zooplankton im Freiwasser scheint eine weitere Ursache für die Dominanz der Plötzen in dem stark pelagisch geprägten Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach zu sein. Darüber hinaus war die Barschpopulation durch die Prädation von piscivoren Barschen in der Talsperre Saidenbach wesentlich stärker beeinflusst als die Plötzenpopulation, was generell ein ausschlaggebender Faktor für die Plötzendominanz in mesotrophen Gewässern sein kann. Barsch, Plötze und Seeforelle wiesen vor allem während der Schichtungsperiode eine räumliche Trennung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung innerhalb des Gewässers auf. Der Grad der Piscivorie der bisher besetzten Seeforellen war noch zu gering, um einen wirksamen fraßbedingten Einfluss auf die Plötzenpopulation ausüben zu können. Für Seeforellen konnte gezeigt werden, dass der Grad der Piscivorie mit zunehmender Länge steigt. Überwiegend piscivor ernährten sich die Seeforellen in der Talsperre Saidenbach ab einer Länge von 50 cm. Sowohl Barsch als auch Plötze zeigten in der Talsperre Saidenbach ein gutes Wachstum. Nach etwa vier Jahren erreichten beide Arten ein Größenrefugium vor Prädation durch andere Raubfische. Plötzen erreichten ein höheres Alter als Barsche und verblieben damit länger in diesem Größenrefugium. Das führte zu einer Akkumulation großer Plötzen im Gewässer. Plötzen aller Größen waren ausgeprägt zooplanktivor. Im Zooplanktonanteil der Nahrung traten fast ausschließlich Daphnien auf. Mit dieser Ernährungsweise übten Plötzen einen hohen Fraßdruck auf das große filtrierende Zooplankton aus. Sowohl 0+ Barsche als auch ältere Barsche nutzten zu einem hohen Anteil Zooplankton als Nahrungsressource. Somit waren die juvenilen Barsche nicht zu einem frühzeitigen Nahrungswechsel zu benthischen Makroinvertebraten gezwungen. Zwischen juvenilen Barschen und Plötzen bestand nur eine geringe Überlappung der Nahrungsnischen. Die erweiterte Nischentrennung von Barsch und Plötze in großen und tiefen Gewässern reduziert sowohl die interspezifische als auch die intraspezifische Konkurrenz. Unter diesen Bedingungen sind Barsch und Plötze fähig, in großen Mengen zu koexistieren ohne dabei Kümmerwachstum zu zeigen. Ein juveniler Flaschenhals existiert trotz der Plötzendominanz offenbar in großen und tiefen Gewässern nicht, so dass die Flaschenhalshypothese auf kleine und flache Gewässer mit geringer Habitatdiversität beschränkt werden muss.

In der vorliegenden Arbeit untersuchen wir schwache Lösungen, die zu einem geeigneten Sobolevraum gehören, q-elliptischer und parabolischer Systeme partieller Differentialgleichungen auf deren Regularität für den Fall 1 / In the present work we study the regularity of weak solution to q-elliptic and parabolic systems partial differential equations in appropriate Sobolev spaces in case 1

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