TY - GEN A1 - Haug, Sonja T1 - Expertenstatement T2 - Zweites Fachgespräch "Zuwanderung - Herausforderung für die StädtebauförderungBundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), Empirica Institut, 09.11.2017, Berlin Y1 - 2017 ER - TY - GEN A1 - Haug, Sonja T1 - Expertenstatemeet "Migration und Integration" T2 - Bürgerkonferenz, 11.11.2017, München Y1 - 2017 ER - TY - GEN A1 - Haug, Sonja T1 - Asylsuchende in Bayern BT - Impulsreferat T2 - Landtag im Gespräch zum Thema Ehrenamt in der Flüchtlingshilfe, 28.11.2017, München Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Haug, Sonja ED - Pro Familia, T1 - Expertenstatement zum Fachgespräch zu Schwangerschaft und Flucht T2 - Pro Familia, 04.12.2017, Frankfurt am Main Y1 - 2017 ER - TY - GEN A1 - Schütz, Sandra A1 - Gaupp, Nora T1 - Lebenslagen und Aufwachsen von Jugendlichen mit Behinderungen T2 - 54. Treffen der Landesbeauftragten für Menschen mit Behinderung, Oktober 2017, Kiel Y1 - 2017 ER - TY - JOUR A1 - Richter, Stefanie T1 - Integrated Care for People with Dementia BT - Results of a Social-Scientific Evaluation of an Established Dementia Care Model JF - Geriatrics N2 - This article presents results of the social-scientific evaluation of an established care model for people with dementia developed by the professionals as a result of acute problems in care in north-east Germany. In addition to the central elements of the model, the conditions of intersectoral and interprofessional cooperation as well as the qualification profile requirements of the professional groups involved are presented in detail. The results can give suggestions for the organization of integrated care for people with dementia in other countries. Further, the author would hereby like to highlight the gain from the scientific examination of solutions to problems in the field. KW - Demenz KW - Managed Care KW - Dementia KW - Integrated Care Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-22091 VL - 2 IS - 1 SP - 1 EP - 13 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Gömmel, Roland A1 - Neidhart, Thomas T1 - Ansatz von Stabilisierungssäulen beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit und beim Nachweis gegen Grundbruch T2 - 11. Österreichische Geotechniktagung Vienna - Terzaghi Lecture, Österreichischer Ingenieur- und Architekten-Verein, 02. + 03. Februar 2017, Wien N2 - Stabilisierungssäulen (StS) sind überwiegend hydraulisch abgebundene, unbewehrte, schlanke, pfahlartige Tragglieder, deren Versagensmechanismen es nicht erlauben, die Widerstände gegen Versagen näherungsweise über „verschmierte Bodenparameter“ – wie z. B. bei Rüttelstopfsäulen üblich – zu berücksichtigen. Der Arbeitskreis 2.8 – Stabilisierungssäulen der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik erarbeitet derzeit Empfehlungen zur Anwendung und rechnerischen Berücksichtigung von StS. Im vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz zur Berücksichtigung aufstehender StS in einfach geschichteten Böden beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit sowie gegen Grundbruch vorgestellt. Der entwickelte Ansatz beruht im Grundsatz auf Broms / Kivelö und ist mit dem EC 7 konform. Der Berechnungsablauf sowie die dazu nötigen Annahmen werden vorgestellt und erläutert. In einem abschließenden Berechnungsbeispiel wird der Nachweis gegen Grundbruch eines Streifenfundamentes unter Berücksichtigung von StS geführt. Y1 - 2017 SN - 978-3-902450-05-0 ER - TY - CHAP A1 - Gömmel, Roland T1 - Numerical investigation of the failure-behaviour of a passively lateral loaded rigid inclusion T2 - Workshop on large deformations, 28. June 2017, Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Regensburg Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Gömmel, Roland T1 - Numerical investigation of the failure behaviour of a passively laterally loaded rigid inclusion in PLAXIS 3D by means oft he shotcrete-model T2 - European Plaxis-User's Meeting, 17. - 19. Mai 2017, Bauer Spezialtiefbau, Schrobenhausen Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Neidhart, Thomas A1 - Gömmel, Roland T1 - Nachweisführung von Dammbauwerken auf Stabilisierungssäulen T2 - 13. Erdbaufachtagung "Sicherungen im Erd-, Fels- und Grundbau, Bauakademie Sachsen, 02. + 03. März 2017, Leipzig N2 - Stabilisierungssäulen (StS) sind überwiegend hydraulisch abgebundene, unbewehrte, schlanke, pfahlartige Traggliede, deren Versagensmechanismen es nicht erlauben, die Widerstände gegen Versagen näherungsweise über "verschmierte Bodenparameter" - wie z. B. bei Rüttelstopfsäulen üblich - zu berücksichtigen. Der Arbeitskreis 2.8 - Stabilisierungssäulen der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik erarbeitet derzeit Empfehlungen zur Anwendung und rechnerischen Berücksichtigung von StS. Im vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz zur Berücksichtigung aufstehender StS in einfach geschichteten Böden beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit sowie gegen Grundbruch vorgestellt. Der entwickelte Ansatz beruht im Wesentlichen auf Broms / Kivelö und ist mit dem EC 7 konform. Der Berechnungsablauf sowie die dazu nötigen Annahmen werden vorgestellt und erläutert. In einem abschließenden Berechnungsbeispiel wird der Nachweis gegen Grundbruch eines Streifenfundamentes unter Berücksichtigung von StS geführt. Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Schütz, Sandra A1 - Brodersen, Folke A1 - Ebner, Sandra A1 - Gaupp, Nora ED - Laubenstein, Désirée ED - Scheer, David T1 - Wie inklusiv ist die empirische Jugendforschung? Aktuelle deutsche Jugendstudien und die Dimension Behinderung T2 - Sonderpädagogik zwischen Wirksamkeitsforschung und Gesellschaftskritik Y1 - 2017 SP - 85 EP - 93 PB - Klinkhardt CY - Bad Heilbrunn ER - TY - JOUR A1 - Kenner, Susanne A1 - Thaler, Raphael A1 - Kucera, Markus A1 - Volbert, Klaus A1 - Waas, Thomas T1 - Comparison of Smart Grid architectures for monitoring and analyzing power grid data via Modbus and REST JF - EURASIP Journal on Embedded Systems N2 - Smart grid, smart metering, electromobility, and the regulation of the power network are keywords of the transition in energy politics. In the future, the power grid will be smart. Based on different works, this article presents a data collection, analyzing, and monitoring software for a reference smart grid. We discuss two possible architectures for collecting data from energy analyzers and analyze their performance with respect to real-time monitoring, load peak analysis, and automated regulation of the power grid. In the first architecture, we analyze the latency, needed bandwidth, and scalability for collecting data over the Modbus TCP/IP protocol and in the second one over a RESTful web service. The analysis results show that the solution with Modbus is more scalable as the one with RESTful web service. However, the performance and scalability of both architectures are sufficient for our reference smart grid and use cases. KW - smart grid KW - real-time monitoring KW - Modbus KW - HTTP performance KW - Intelligentes Stromnetz KW - Referenzmodell KW - Monitoring Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1186/s13639-016-0045-7 VL - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Brunner, Stefan A1 - Röder, Jürgen A1 - Kucera, Markus A1 - Waas, Thomas T1 - Automotive E/E-architecture enhancements by usage of ethernet TSN T2 - 13th Workshop on Intelligent Solutions in Embedded Systems (WISES), 12-13 June 2017, Hamburg, Germany N2 - A huge upheaval emerges from the transition to autonomous vehicles in the domain of road vehicles, ongoing with a change in the vehicle architecture. Many sensors and Electronic Control Units are added to the current vehicle architecture and further safety requirements like reliability become even more necessary. In this paper we present a potential evolution of the Electrical/Electronic-Architecture, including a Zone Architecture, to enable future functionality. We reveal the impact on the communication network concerning these architectures and present a potential communication technology to facilitate such architectures. KW - Logic gates KW - Computer architecture KW - Standards KW - Quality of service KW - Complexit KW - Kraftfahrzeug KW - Softwarearchitektur KW - TSN-Netz Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/WISES.2017.7986925 SP - 9 EP - 13 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Haug, Sonja A1 - Vernim, Matthias A1 - Weber, Karsten T1 - Kinderwunsch und Kinderwunschbehandlung bei Frauen mit Migrationshintergrund JF - Pro Familia Magazin KW - Kinderwunsch KW - Frau KW - Migrationshintergrund Y1 - 2017 UR - https://d-nb.info/1241583056/34 SN - 0175-2960 IS - 1 SP - 24 EP - 28 ER - TY - CHAP A1 - Haug, Sonja ED - Mayer (Hrsg.), Tilmann T1 - Migration und migrationsbedingte Veränderungen der Bevölkerungsstruktur in Deutschland T2 - Die transformative Macht der Demographie N2 - Die Wanderungsentwicklung in Deutschland ist durch einen starken Zuzug und positiven Wanderungssaldo gekennzeichnet. Aufgrund der starken Schwankungen ist das Wanderungsgeschehen schwer vorhersehbar. Kettenmigrationsprozesse und Migrationsnetzwerke führen zu einer kumulativen Entwicklung der Wanderungen. Wanderungen haben starken Einfluss auf die Bevölkerungsstruktur, sowohl direkt durch die Zuziehenden wie indirekt durch die Fertilität der Zuziehenden. Unter dem Gesichtspunkt des Fachkräftemangels wird die aktuelle Zuwanderung als Beitrag zur Lösung demografiebedingter Herausforderungen diskutiert. Aktuelle gesellschaftliche Herausforderungen der Migration bestehen in der Bereitstellung von Wohnraum, der sprachlichen Integration, der Qualifikation und der Arbeitsmarktintegration. KW - Migration KW - Zuwanderung KW - Migrationshintergrund KW - Bevölkerungsstruktur KW - Fachkräftemangel KW - Flüchtlinge KW - Migrationsnetzwerk KW - Kettenmigration Y1 - 2017 SN - 978-3-658-13165-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-13166-1_17 SP - 257 EP - 277 PB - Springer VS CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Haug, Sonja T1 - Zuwanderungsentwicklung in der Oberpfalz BT - Daten, Implikationen und Perspektiven T2 - Regionale Implikationen der Zuwanderung aus dem Ausland in Deutschland Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:101:1-201705042532 SN - 1868-0097 SP - 20 EP - 30 CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - Lochner, Susanne A1 - Huber, Dominik A1 - Haug, Sonja ED - Lessenich (Hrsg.), Stephan T1 - Methodische Herausforderungen der qualitativen und quantitativen Datenerhebung bei Geflüchteten BT - Beitrag zur Ad-Hoc-Gruppe »Geflüchtete als Herausforderung für die empirische Sozialforschung« T2 - 2017: Geschlossene Gesellschaften. Verhandlungen des 38. Kongresses der Deutschen Gesellschaft für Soziologie in Bamberg 2016 N2 - Mit der Zunahme an Geflüchteten in Deutschland geht ein erhöhtes Bedürfnis nach empiri-schen Daten zu den angekommenen Menschen einher. Eine valide Datengrundlage ist Vo-raussetzung zu einem besseren Verständnis über Beweggründe, soziostrukturelle Voraus-setzungen und Einstellungen der Geflüchteten und kann dazu beitragen, eine Integration in die Aufnahmegesellschaft an die Bedürfnisse und Kompetenzen der Flüchtlinge anzupassen. Des Weiteren können nach wissenschaftlichen Kriterien erhobene Daten zu einem Abbau von gesellschaftlichen Vorurteilen führen. Hieraus ergibt sich die Herausforderung, Instrumente zu entwickeln, um empirische Daten unter erschwerten Bedingungen in Flüchtlingsunterkünften zu erheben. Aufgrund der aktuellen, teils unklaren Datenlage über Asylsuchende in Deutschland gibt es keine Aus-wahlgrundlage für eine bundesweite Zufallsstichprobe. Traumatische Erfahrungen in der Hei-mat und auf der Fluchtroute, beengte Unterbringung in Unterkünften sowie unsichere Zu-kunftsaussichten erfordern einen sensiblen Umgang mit den Befragten. Des Weiteren lässt sich eine relativ hohe Zahl an Analphabeten, eine große sprachliche Vielfalt und unterschied-liche Wertvorstellungen unter den Geflüchteten vermuten, was innovative Strategien erfor-dert, um valide Daten zu erheben. Der Beitrag basiert auf Erfahrungen aus dem Forschungsprojekt „Asylsuchende in Bayern“, einer Pilotstudie, die von der Hanns-Seidel Stiftung in Auftrag gegeben wurde. Die Studie hat zum Ziel, in Bayern lebende Flüchtlinge in Bezug auf Erfahrungen, Einstellungen und Bleibe-absichten zu beschreiben und zu charakterisieren. Eine standardisierte Befragung erhebt Werteorientierung, Religiosität und Bleibeabsichten von 780 Asylsuchenden aus Syrien, Afghanistan, Eritrea und dem Irak in Nürnberg und dem Münchner Umland. In persönlich-mündlichen Interviews werden zudem 12 exemplarische Biographien erhoben. Die Rekrutierung der Teilnehmer basiert auf einem Gatekeeper-Ansatz. Im Rahmen des Beitrags werden insbesondere methodische Aspekte der Stichprobenziehung und Erfahrungen aus der Datenerhebung in Flüchtlingsunterkünften diskutiert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Diskussion der Bedeutung von Übersetzung, Dolmetschen und Sprachmittlung in allen Phasen der Erhebung sowie von Effekten sozialer Erwünschtheit oder der Kulturabhängigkeit des Antwortverhaltens. Y1 - 2017 UR - http://publikationen.soziologie.de/index.php/kongressband_2016/article/view/402 ER - TY - BOOK A1 - Haug, Sonja A1 - Currle, Edda A1 - Lochner, Susanne A1 - Huber, Dominik A1 - Altenbuchner, Amelie T1 - Asylsuchende in Bayern BT - Eine quantitative und qualitative Studie N2 - Bayern hat im Jahr 2015 deutschlandweit die meisten Asylantragstellenden aufgenommen. Die Zunahme an Asylsuchenden erfordert auch eine verstärkte empirische Datenerhebung. Denn eine valide Datengrundlage kann einerseits zu einem besseren Verständnis von Beweggründen zur Flucht, soziostrukturellen Hintergründen und den Werten der Geflüchteten beitragen. Zum anderen können wissenschaftlich erhobene Daten zu einem Abbau von Vorurteilen führen und zu einer objektiven Einschätzung der aktuellen Sachlage beitragen. Diese Studie soll Aufschluss geben darüber, wer die Asylsuchenden sind, die nach Bayern kamen, und wie deren Integration gelingen kann. Um entsprechende Informationen zu erhalten und Handlungsempfehlungen erarbeiten zu können, hat die Hanns-Seidel-Stiftung ein Forscherteam der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) unter Leitung von Prof. Dr. Sonja Haug mit einer Pilotstudie beauftragt. Befragt wurden Asylsuchende aus Syrien, Eritrea, Afghanistan und dem Irak, die 2015 oder 2016 in den Freistaat gekommen sind. Die Pilotstudie wurde in Nürnberg und im Landkreis Ebersberg durchgeführt. Neun Dolmetscher haben die Befragungen in den Sprachen Arabisch, Kurdisch, Paschtu, Farsi und Tigrinya unterstützt. Ziel der Studie ist die Erhebung und Analyse von Einstellungen, Ressourcen und Bleibeabsichten der Asylsuchenden. So soll die Studie zu einer Versachlichung der Debatte beitragen und weitere Impulse für eine gelingende Integration geben. Y1 - 2017 SN - 978-3887955366 PB - Hanns-Seidel-Stiftung CY - München ER - TY - JOUR A1 - Stierstorfer, Johannes A1 - Wellnitz, Felix A1 - Steffens, Oliver T1 - Integrale Bauforschung und simulationsgestützte Analysen zur Wahrung historischer Bausubstanz am Beispiel der Asamkirche St. Georg zu Weltenburg JF - Bauphysik N2 - Die Klosterkirche St. Georg zu Weltenburg an der Donau, spätbarockes Hauptwerk der Brüder Asam und bayerische Welterbestätte, musste sich aufgrund ihrer topographisch, geologisch und klimatisch exponierten Lage in der Vergangenheit tiefgreifenden Instandsetzungsmaßnahmen unterziehen. Um der hygrischen Problematik im Inneren des Kirchenraumes zu begegnen, wurde ein außergewöhnlicher Sanierungsansatz verfolgt, dessen bauphysikalische und raumklimatische Verifizierung im Rahmen dieses Forschungsprojektes durchgeführt wird. Dabei steht die Optimierung des Raumklimas im Zentrum der Untersuchungen. Ganzheitlich betrachtet stellt sich die Frage: Welche Maßnahmen dürfen – bei Bewahrung der denkmalgeschützten Bausubstanz – ergriffen werden, um eine nachhaltige Nutzung historischer Bauwerke zu ermöglichen und dabei die Anforderungen der heutigen Zeit zu erfüllen? T2 - Conservation of historic building fabric through integrated building research and digital simulation tools. The Asam-Church St. Georg in Weltenburg, Bavaria, Germany Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-20540 SN - 0171-5445 VL - 39 IS - 2 SP - 135 EP - 143 ER - TY - JOUR A1 - Borgetto, Bernhard A1 - Tomlin, George S. A1 - Max, Susanne A1 - Gantschnig, Brigitte Elisabeth A1 - Pfingsten, Andrea T1 - Die Forschungspyramide. Teil 1: Theoretische und konzeptionelle Grundlagen JF - Ergoscience N2 - Die Forschungspyramide ist ein Modell zur Bewertung und Zusammenführung von externer Evidenz aus unterschiedlichen Forschungsansätzen. Sie bietet eine Grundlage zur Aufbereitung und Systematisierung von Forschungsergebnissen, um, basierend auf wissenschaftlicher Evidenz, ergotherapeutische Fragestellungen zu beantworten und ergotherapeutische Entscheidungen in der alltäglichen Praxis zu treffen. Dieser Beitrag arbeitet die folgenden theoretischen Grundlagen des Modells auf: das Verständnis von Evidenz, von therapeutischer Entscheidungsfindung und vom therapeutischen Prozess sowie das Verständnis von Ergotherapie als komplexer Intervention. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.2443/skv-s-2017-54020170201 VL - 12 IS - 2 SP - 46 EP - 55 PB - Schulz-Kirchner-Verlag ER - TY - JOUR A1 - Borgetto, Bernhard A1 - Tomlin, George S. A1 - Max, Susanne A1 - Gantschnig, Brigitte Elisabeth A1 - Pfingsten, Andrea T1 - Die Forschungspyramide. Teil 2: Methodologische Grundlagen: Kausalität und externe Evidenz JF - Ergoscience N2 - Um die medizinische und therapeutische Versorgung von Patienten kontinuierlich zu optimieren, wird von Angehörigen der Gesundheitsberufe, therapeutischen Teams und Versorgungseinrichtungen gefordert, wissenschaftliche Erkenntnisse (externe Evidenz) in die tägliche Praxis zu integrieren und auf den jeweiligen Patientenfall abzustimmen. Die Aufbereitung, Systematisierung und Bewertung der externen Evidenz orientiert sich dabei klassischerweise an eindimensionalen Evidenzhierarchien, die vorwiegend quantitativ-experimentelle Studiendesigns berücksichtigen. In diesem Beitrag wird die Orientierung an klassischen eindimensionalen Evidenzhierarchien kritisch hinterfragt. Als Alternative wird das Modell und die Systematik der Forschungspyramide vorgestellt, die Evidenz aus unterschiedlichen Forschungsansätzen umfassend berücksichtigt und dennoch methodologisch streng beurteilt. Der Einbezug beobachtender und qualitativer Studien stellt dahingehend eine besondere Praxisnähe her. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-58314-2_58 VL - 12 IS - 3 SP - 90 EP - 101 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Borgetto, Bernhard A1 - Tomlin, George S. A1 - Max, Susanne A1 - Gantschnig, Brigitte Elisabeth A1 - Pfingsten, Andrea T1 - Die Forschungspyramide. Teil 3: Grundlagen der Anwendung für die kritische Evidenzbewertung JF - Ergoscience N2 - Die Forschungspyramide ist ein Modell zur Bewertung und Zusammenführung von externer Evidenz aus unterschiedlichen Forschungsansätzen. Sie bietet eine Grundlage zur Aufbereitung und Systematisierung von Forschungsergebnissen, um, basierend auf wissenschaftlicher Evidenz, ergotherapeutische Fragestellungen zu beantworten und ergotherapeutische Entscheidungen in der alltäglichen Praxis zu treffen. Dieser Beitrag arbeitet die Grundlagen der praktischen Anwendung des Modells auf: die Evidenzbewertung im Modell der Forschungspyramide, die Bewertung der Durchführungsqualität von quantitativen und qualitativen Studien und die Durchführung von Pyramiden-Reviews. The Research Pyramid is a model that values and integrates external evidence from multiple research approaches. It provides a basis to collect and synthesize research findings for answering questions that emerge in occupational therapy practice and for subsequent decision making, based on research evidence. In this article, the application principles that underlie the model are presented: the principles of the appraisal of evidence according to the research pyramid, the procedural quality of quantitative and qualitative studies and the administration of pyramid reviews. KW - Research pyramid KW - Quantitiative study KW - Qualitative study KW - Procedural quality KW - Pyramdid review Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.2443/skv-s-2017-54020170401 VL - 12 IS - 4 SP - 134 EP - 143 PB - Schulz-Kirchner-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Prommesberger, Christian A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Langer, Christoph A1 - Mecani, Mirgen A1 - Huang, Yifeng A1 - She, Juncong A1 - Schreiner, Rupert ED - Tiginyanu (Ed.), Ion M. T1 - Field emission properties of ring-shaped Si ridges with DLC coating T2 - Proc. SPIE 10248, Nanotechnology VIII, 102480H (30 May 2017) N2 - We report on the fabrication and the emission characterization of single ring-shaped Si ridges with a coating of diamond-like carbon (DLC). The reactive ion etching and the subsequent inductively coupled plasma step were adjusted to realize ring-shaped Si ridges with a height of 7.5 μm respectively 15 μm and an apex radius of 20 – 25 nm. The samples were coated with a DLC layer (thickness ≈ 2 – 5 nm) by a filtered cathodic vacuum arc deposition system in order to lower the work function of the emitter and to improve the field emission characteristics. The field emission characterizations were done in diode configuration with cathode and anode separated by a 50 μm thick mica spacer. A higher emission current was carried out for the ring-shaped Si ridge in comparison to the point-shaped Si tips due to the increased emission area. The highest emission current of 0.22 μA at 1000 V was measured on a DLC-coated sample with the highest aspect ratio. No degradation of the emission current was observed in the plateau regime during a measurement period of 6 h. Finally, no decreasing performance of the field emission properties was found due to changes in the geometry or destructions. KW - Etching KW - Scanning electron microscopy KW - Silicon carbide KW - Carbon KW - Mica KW - Oxides Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1117/12.2265627 VL - 102480H PB - Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) ER - TY - CHAP A1 - Thumann, Philipp A1 - Wagner, Marcus A1 - Suck, Bertram A1 - Meinhardt, Josef A1 - Marburg, Steffen T1 - Explicit and Implicit FE Simulations of Material Tests for Subsequent Durability Analyses T2 - 11th European LS-DYNA Conference, Salzburg N2 - Because of increased stroke rates the loads on forming tools increase too. To ensure a save design of components, durability analyses are intended. For this, simulation results from FE analyses are necessary. Therefore, it is desirable to use elements with quadratic function, because of a good stress approximation.The goal of the described investigation is to show if calculation results created by LS-DYNA [1] can be used for durability analyses. Especially the use of quadratic elements is investigated. For the evaluation, on the one hand explicit FE analyses of a special durability test are carried out. These analyses are validated by available test data. To create results for later durability analyses further FE analyses with implicit time discretisation are carried out. In this paper results of the investigations are presented and evaluated critically. Y1 - 2017 UR - https://www.dynalook.com/conferences/11th-european-ls-dyna-conference/experiments-and-parameter-optimization/explicit-and-implicit-fe-simulations-of-material-tests-for-subsequent-durability-analyses ER - TY - CHAP A1 - Bachmann, Michael A1 - Dams, Florian A1 - Düsberg, Felix A1 - Hofmann, Martin A1 - Pahlke, Andreas A1 - Langer, Christoph A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Prommesberger, Christian A1 - Schreiner, Rupert T1 - Control of the electron source current T2 - International Vacuum Nanoelectronics Conference (IVNC), 30th, 2017, Regensburg N2 - A control circuit to stabilize the flux of electrons transmitted through an extractor electrode is presented. By controlling the emission current a fluctuation with a standard deviation of 0.015% is observed. However, the achievable stability of the transmitted electron current is limited due to a variation of the extraction grid current ratio showing a standard deviation of 4.33%. By regulating the difference of the emission current and the extraction grid current an improved stability of the transmitted electron current down to a standard deviation of 0.280% is observed. Even with operation at 2 × 10 -5 mbar a standard deviation of 0.558% is achieved. KW - Standards KW - Circuit stability KW - Power system stability KW - Current measurement KW - Voltage measurement KW - Electron sources KW - Stability analysis Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/IVNC.2017.8051550 SP - 66 EP - 67 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Prommesberger, Christian A1 - Langer, Christoph A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Schreiner, Rupert T1 - Benzocyclobutene as a novel integrated spacer material in a field emission electron source T2 - International Vacuum Nanoelectronics Conference (IVNC), 30th, 2017, Regensburg N2 - For the realization of a miniaturized field emission electron source we tested benzocyclobutene (BCB) as a new spacer material between cathode and anode. We fabricated black silicon emitters and characterized the emission behavior with an integrated 5 μm thin and large-area spacer of BCB. The integrated BCB layer allows the realization of a compact electron source with only two components consisting of a cathode with BCB and a grid. The comparison with other spacer materials like polyimide (25 μm thickness) or mica (50 μm thickness) revealed for the cathode with BCB a significantly reduced operational voltage of 240 V for a field emission current of 1 μA. KW - field emission KW - benzocyclobutene KW - integrated spacer KW - electron source KW - black silicon Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/IVNC.2017.8051605 SP - 192 EP - 193 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Langer, Christoph A1 - Prommesberger, Christian A1 - Schreiner, Rupert T1 - Microrods and microlines by three-dimensional epitaxially grown GaN for field emission cathodes T2 - International Vacuum Nanoelectronics Conference (IVNC), 30th, 2017, Regensburg N2 - The three-dimensional epitaxial technique allows the realization of gallium nitride lines in addition to the rods. To optimize the properties of GaN-based field emission cathodes further investigations and an improvement of the epitaxial process were performed. The microrods and microlines consist of a one-order higher n-doped gallium nitride in comparison to the gallium nitride layer on the sapphire substrate. The typical height of the microrods and -lines is about 5 μm. The field emission properties of these structures were investigated in diode configuration by integral field emission measurements at pressures below 10 -9 mbar. For the microrods (microlines) a voltage of 1100 V (2000 V) was measured for a field emission current of about 0.5 μA with an onset field of about 12 MV/m (24 MV/m). Furthermore, the field enhancement factors for microrods and -lines are in the range of 300 and 200, respectively. KW - field emission KW - GaN KW - LED KW - Gallium nitride KW - Epitaxial growth Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/IVNC.2017.8051576 SP - 130 EP - 131 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Langer, Christoph A1 - Prommesberger, Christian A1 - Schreiner, Rupert T1 - Light emitting diodes based on three-dimensional epitaxial grown crystalline GaN rods T2 - 7. MikroSystemTechnik Kongress "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", 23.-25. Oktober 2017, München Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4491-6 SP - 131 EP - 134 PB - VDE-Verlag CY - München ER - TY - CHAP A1 - Schubert, Martin J. W. T1 - System Contemplations for Precision Irrigation in Agriculture T2 - AIP Conference Proceedings N2 - This communication contemplates political, biological and technical aspects for efficient and profitable irrigation in sustainable agriculture. A standard for irrigation components is proposed. The need for many, and three-dimensionally distributed, soil measurement points is explained, thus enabling the control of humidity in selected layers of earth. Combined wireless and wired data transmission is proposed. Energy harvesting and storage together with mechanical sensor construction are discussed. Y1 - 2017 SN - 9780735414969 U6 - https://doi.org/10.1063/1.4979393 VL - 1828 IS - 1 ER - TY - CHAP A1 - Schubert, Martin J. W. A1 - Seign, Stefan A1 - Dai, Q. A1 - Hinterseer, Sebastian A1 - Pielmeier, F. A1 - Pietsch, Alexander A1 - Seebauer, C. A1 - Weiß, Josef A1 - Yu, C. A1 - Zenger, Stefan T1 - Capacitive Sensor Technology for Soil Moisture Monitoring Networks T2 - 24th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS), 5-8 Dec. 2017, Batumi, Georgia N2 - A sensor technology for tracking soil-moisture in agricultural fields is presented. A linear measurement method was developed to satisfy the need for cheap sensors with wide range of capacitance change such as factor 30. A combined wired and wireless network transmits data to a server. Various battery aspects are compared with respect to use in agriculture. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/ICECS.2017.8292018 SP - 190 EP - 193 ER - TY - THES A1 - Romano, Marco T1 - Charakterisierung von gewebeverstärkten Einzellagen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit Hilfe einer mesomechanischen Kinematik sowie strukturdynamischen Versuchen N2 - Die vorliegende Arbeit behandelt die analytische und numerische Identifikation einer mesomechanischen Kinematik in gewebeverstärkten Einzellagen sowie deren Validierung über die Strukturdynamik von flachen stabförmigen Probekörpern aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Unter der Voraussetzung, dass das wiederholte Wirken der Kinematik Energie dissipiert, trägt sie bei zyklischer viskoelastischer Deformation zusätzlich zur reinen viskoelastischen Werkstoffdämpfung in gewebeverstärkten Einzellagen bei. Die analytischen und numerischen Untersuchungen beschränken sich auf die Betrachtung des ebenen, zweidimensionalen Zusammenhangs einer vollständigen Ondulation bzw. einer repräsentativen Sequenz in Dickenrichtung. Zur Parameteridentifikation werden die geometrischen Abmessungen in definierten Schritten variiert. Dafür wird der Grad der Ondulation in gewebeverstärkten Einzellagen Õ=A/L als dimensionslose Kennzahl eingeführt. Zur Validierung der dämpfungserhöhenden Wirkung der in den analytischen und numerischen Untersuchung identifizierten mesomechanischen Kinematik in gewebeverstärkten Einzellagen werden in experimentellen strukturdynamischen Untersuchungen frei abklingende Transversalschwingungen von einseitig fest eingespannten Probekörpern untersucht. Im Detail werden flache stabförmige Probekörper aus kohlenstofffaserverstärktem Epoxidharz mit Lagenaufbauten aus 0°-unidirektionalen und gewebeverstärkten Einzellagen untersucht. Die Ergebnisse der experimentellen strukturdynamischen Untersuchungen dienen schließlich der Validierung des analytischen Modells und der numerischen Berechnungen. Die dämpfungserhöhende Wirkung der identifizierten mesomechanischen Kinematik wird schließlich in Abhängigkeit des eingeführten Grades der Ondulation Õ quantifiziert. KW - faserverstärkte Kunststoffe KW - CFK KW - Mesomechanik KW - Leinwandgewebe KW - Köpergewebe 2/2 KW - Ondulation KW - Grad der Ondulation KW - Strukturdynamik KW - Dämpfung KW - Werkstoffdämpfung; KW - flache stabförmige Probekörper KW - Kragbalken Y1 - 2017 SN - 978-3-8440-5177-3 U6 - https://doi.org/10.2370/9783844051773 PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Siegl, Marco A1 - Ehrlich, Ingo T1 - Transformation of the Mechanical Properties of Fiber-Reinforced Plastic Tubes from the Cartesian Coordinate System into the Cylindrical Coordinate System for the Application of Bending Models JF - Athens Journal of Technology & Engineering N2 - Fiber-reinforced plastic (FRP) tubes are used in many different industries, such as electrical engineering and pipeline construction. The tubes are frequently subjected to bending loads, depending on the application. In order that the dimensioning of the tubes can be ensured, analytical bending models are used to calculate the resulting stresses, strains and displacements in the individual layers of the laminate. This enables the making of a statement about the failure of the fiber-reinforced tube by choosing an appropriate failure criterion. For the use of these bending models, it is necessary to understand the respective underlying theory. The theory provides the basis for the mathematical description of the mechanical properties for a single-layered tube and using the relationships between the stresses and strains that occur in the Cylindrical coordinate system for this calculation step. For this reason, a redefinition of the compliance matrix from the transformation about the winding angle to the Cylindrical coordinate system and a modification of the stress and strain vectors is necessary, because the defined Cartesian coordinate system of the model cannot be used for wounded FRP tubes. The transformation causes an exchange of entries in the compliance matrix, which remain in the correct relationship between the particular stress and strains. This step is not specified and may lead to incorrect results due to the incorrect entry of compliances. The present publication refers to sketch on this issue and represent a simplification of the changeover to the level required by the bending models notation of vectors in the form of a permutation. In addition, a new name for the pre-acquisition of the redefined compliances is given to prevent confusion when entering the material law of a bending model. Finally, the permuted and redefined compliances are proved in an example to determine their accuracy. KW - Bending model KW - Cylindrical coordinate system KW - Fiber-reinforced plastic tubes KW - Permutation of the compliances KW - Transformation of the compliances Y1 - 2017 UR - https://www.athensjournals.gr/technology/2017-4-1-4-Siegl.pdf VL - 4 IS - 1 SP - 47 EP - 62 ER - TY - JOUR A1 - Bachmann, Michael A1 - Dams, Florian A1 - Düsberg, Felix A1 - Hofmann, Martin A1 - Pahlke, Andreas A1 - Langer, Christoph A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Prommesberger, Christian A1 - Schreiner, Rupert A1 - Serbun, Pavel A1 - Lützenkirchen-Hecht, Dirk A1 - Müller, Günter T1 - Extraction of the characteristics of current-limiting elements from field emission measurement data JF - Journal of Vacuum Science & Technology B N2 - In this contribution, the authors will present an algorithm to extract the characteristics of nonideal field emission circuit elements from saturation-limited field emission measurement data. The method for calculating the voltage drop on current-limiting circuit elements is based on circuit theory as well as Newton's method. Since the only assumption the authors make on the current-limiting circuit is a connection in series, this method is applicable to most field emission data showing saturation. To be able to determine the significance of any parameter output, the uncertainties of data and extracted parameters as well as the parameter correlations are fully taken into account throughout the algorithm. N-type silicon samples with varying external serial resistors are analyzed. All results show a good agreement to the nominal resistor values. Additionally, several p-type samples are analyzed, showing a diodelike behavior. The extracted current-limiting characteristics of the p-type samples are in good agreement with a pn-junction model. The stability of the emission current of the p-type samples is measured by constant voltage measurements and compared to the extracted current-limiting characteristics. The application of the algorithm to measurement data shows that the given algorithm is a valuable tool to analyze field emission measurement data influenced by nonemissive processes. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1116/1.4971768 VL - 35 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Prommesberger, Christian A1 - Bachmann, Michael A1 - Düsberg, Felix A1 - Langer, Christoph A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Hofmann, Martin A1 - Pahlke, Andreas A1 - Schreiner, Rupert T1 - Regulation of the Transmitted Electron Flux in a Field-Emission Electron Source Demonstrated on Si Nanowhisker Cathodes JF - IEEE Transactions on Electron Devices N2 - We report on a method to stabilize the transmitted electron flux in a field-emission electron source using an external regulation circuit. The electron source was realized with an array of silicon (Si) nanowhiskers on the top of elongated pillar structures, a mica spacer, and an extraction grid made of Si. As for most applications, the emitted electron current from the cathode is not as crucial as the transmitted electron flux through the extraction grid toward the anode. We investigated a method which allows the regulation directly by the emitted electron flux and not merely on the cathode current. By using this method, we were able to stabilize the emitted electron flux of our electron source down to values below 1%. Simultaneously, it was shown that there is the possibility to stabilize the influencing value in the real application as well. The effectiveness of this method was demonstrated successfully with an X-ray source setup. The measured X-ray photon count rate was stabilized to a standard deviation of 0.30% at a pressure of 1 × 10 -7 mbar. Even in harsh environment of 2 × 10 -5 mbar, a stabilization of the X-ray photon count rate down to a value of 0.63% was achieved. KW - Cathodes KW - Nanostructured devices KW - Current measurement KW - Photonics KW - Electron sources KW - Emissions KW - Voltage measurement Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/TED.2017.2763239 SN - 5128-5133 VL - 64 IS - 12 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Prommesberger, Christian A1 - Langer, Christoph A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Schreiner, Rupert T1 - Investigations on the long-term performance of gated p-type silicon tip arrays with reproducible and stable field emission behavior JF - Journal of Vacuum Science & Technology B N2 - The authors report on the fabrication and characterization of p-type Si tip arrays with an integrated gate electrode for applications as field emission electron sources. After the reactive ion etching of the emitters, the combined thermal dry and wet oxidation was used for both the sharpening of the emitters and for the realization of an enhanced insulation layer. Au was evaporated in a self-aligned process as gate electrode. Arrays of 16 Si tips were fabricated with tip heights of about 3 μm and tip radii of about 20 nm with integrated gate electrode concentrically positioned ≈2 μm below the tip apex. Integral measurements with an additional anode showed improved field emission properties with a reproducible and stable emission behavior. A fast activation of the tips, low onset voltages of about 30 V, and moderate field emission currents up to 0.55 μA were noticed. The field emission parameters were calculated using the Fowler–Nordheim characteristics. A pronounced saturation regime was observed, and current fluctuations of less than ±1% were investigated for 30 min. Long-term measurements were carried out for a period of more than 8 h. In the first 6 h of operation, the authors observed a drift of the emission current from 0.35 to 0.55 μA caused by an increased emission surface. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1116/1.4972519 VL - 35 IS - 1 ER - TY - JOUR A1 - Edler, Simon A1 - Bachmann, Michael A1 - Breuer, Janis A1 - Dams, Florian A1 - Düsberg, Felix A1 - Hofmann, Martin A1 - Jakšič, Jasna A1 - Pahlke, Andreas A1 - Langer, Christoph A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Prommesberger, Christian A1 - Schreiner, Rupert T1 - Influence of adsorbates on the performance of a field emitter array in a high voltage triode setup JF - Journal of Applied Physics N2 - In the present work, black-silicon field emitter arrays (FEAs) are investigated regarding the influence of residual gas pressure on the characteristics and lifetime in the high voltage triode setup. Current-voltage-characteristics at different pressure levels are recorded and show a decreasing emission current with rising pressure. This decrease can be explained by an increase of the work function and charging of the emitter surface caused by adsorbates. The emission current can be restored to its initial value by heating of the FEA up to 110 °C during active emission. With this regeneration procedure, an extended lifetime from about 20 h to 440 h at a residual gas pressure of 10−5 mbar is achieved. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1063/1.4987134 VL - 122 ER - TY - JOUR A1 - Kastenmeier, Andreas A1 - Schmid, Vinzent A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Petratos, P. A1 - Mourtos, N. A1 - Trafalis, T. T1 - Specimen Preparation and Material Characterization of Filament Wound GFRP Composite Tubes JF - Athens Journal of Technology & Engineering N2 - Filament wound composite structures are widely used in the field of pressure vessels, tubes, pipelines or rocket cases. The mechanical behavior of these structures is typically different from those of flat laminated structures due to an alternating lay-up sequence, winding tension and manufacturing induced imperfections. However, design and analysis issues require the same engineering data as used for laminated structures in general. It has therefore become necessary to establish an accompanying quality assurance procedure following the production process to identify the material properties of the manufactured tubes especially for the single layer. Consequently, there are three different approaches of determining the elastic moduli and tensile strengths of a filament wound laminate. Either specimens are resected from a curved tube, from a tube with plane areas or standardized flat specimens are manufactured under deviating production conditions. All approaches entail disadvantages, whether in terms of manufacturing or testing parameters including geometry, lay-up sequence, porosity, fiber tension and load direction. This study presents the discrepancies in the determination of mechanical properties of a filament wound glass-fiber-reinforced polymer tube on curved or cylindrical specimens and flat specimens produced to meet the specifications of international standards. In order to obtain material properties not only in longitudinal but also in transverse direction of the tubes, the so-called split-disk tensile test modeled after ASTM Standard D 2290, is used with tube segments.The procedures of specimen production and preparation are described in detail. Material properties such as the fiber volume and void content of the composite specimens are conducted in order to consider quality and production differences. Finally tensile tests are performed and the results are compared and discussed. KW - Composite KW - Fiber-reinforced polymer KW - Filament winding KW - Split-disk KW - Tensile tests KW - Tubes Y1 - 2017 UR - https://www.athensjournals.gr/technology/2017-4-3-2-Kastenmeier.pdf VL - 4 IS - 3 SP - 191 EP - 205 ER - TY - JOUR A1 - Romano, Marco A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Structural mechanic material damping in fabric reinforced composites BT - a review JF - Archives of Materials Science and Engineering (ArchivesMSE) N2 - Purpose: A review regarding the acting mechanisms of structural dynamic material damping in fabric reinforced composites is presented. Design/methodology/approach: Mechanical acting principles identified by different investigations are considered. Aspects of the determination and calculation of structural mechanical material properties of fabric reinforced composites are described. Approaches intending the description and classification of ondulations in fabrics reinforced single layers are demonstrated. Findings: The mesomechanic geometry of fabrics is not considered sufficiently by relatively simple homogenization approaches. Yet, it significantly affects its structural dynamic material properties, especially the dynamic ones. Research limitations/implications: In each case the different damping mechanisms act coupled and occur at the same time. Therefore a separation procedure is required in any case. Practical implications: Against the background of the comparison and remarks of the presented papers a reasonable further procedure is recommended. Thereby, FE-calculations with a parametrical variation of the mesomechanic geometry in order to identify kinematic correlations due to geometric constraints are suggested. Originality/value: The idea of the representation of the geometric conditions in terms of a degree of ondulation is described. Such a non-dimensional specific value representing the intensity of the ondulation would enable the comparability of the results of different kinds of investigations. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.7747 VL - 88 IS - 1 SP - 12 EP - 41 ER - TY - JOUR A1 - Romano, Marco A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Parametric characterization of a mesomechanic kinematic caused by ondulation in fabric reinforced composites: analytical and numerical investigations JF - Frattura ed Integrità Strutturale (Fracture and Structural Integrity) N2 - A parametric characterization of a mesomechanic kinematic caused by ondulation in fabric reinforced composites is investigated by analytical and numerical investigations. Due to the definition of plain representative sequences of balanced plain-weave fabric reinforced single layers based on sines the variable geometric parameters are the amplitude and the length of the ondulation. The mesomechanic kinematic can be observed in both the analytic model and the FE-analyses. The analytic model yields hyperbolic correlations due to the strongly simplifying presumptions that neglect elasticity. In contrast the FE-analyses yield linear correlations in much smaller amounts due to the consideration of elastic parts, yet distinctly. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.3221/IGF-ESIS.39.22 VL - 11 IS - 39 SP - 226 EP - 247 ER - TY - RPRT A1 - Pongratz, Christian A1 - Ehrlich, Ingo ED - Baier, Wolfgang T1 - DampSIM: Lebensdauerüberwachung von faserverstärkten Kunststoffen auf Basis der strukurdynamischen Werkstoffdämpfung T2 - Forschungsbericht 2017 / Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg Y1 - 2017 UR - https://doi.org/10.35096/othr/pub-1383 SN - 978-3-9818209-3-5 SP - 62 EP - 63 ER - TY - CHAP A1 - Nonn, Aida A1 - Paredes, Marcelo A1 - Nordhagen, H. O. A1 - Munkejord, S. T. A1 - Wierzbicki, Tomasz T1 - Challenges in fluid-structure modeling of crack propagation and arrest in modern steel pipelines T2 - 14th International Congress on Fracture (ICF14), 18-23 June 2017, Rhodes, Greece Y1 - 2017 SP - 1351 EP - 1352 ER - TY - JOUR A1 - Rück, Thomas A1 - Bierl, Rudolf A1 - Matysik, Frank-Michael T1 - Development and characterization of a laboratory setup for photoacoustic NO2 determination based on the excitation of electronic 2B2 and 2B1 states using a low-cost semiconductor laser JF - Sensors and Actuators A: Physical N2 - This work gives a detailed characterization of a laboratory setup for photoacoustic NO2 trace gas detection at the ppb level. The signal generation is based on the excitation of electronic 2B2 and 2B1 states using a low-cost semiconductor laser emitting at 450 nm. An acoustic resonator was used for signal amplification and the modulation frequency of the laser was determined to 3395 Hz in order to gain maximum signal amplification. The quality of resonant amplification was determined to 7.9. The gas samples were NO2 calibration gases diluted with pure nitrogen. The signal-to-noise ratio (SNR) dependency on the flow rate Q and the lock-in time constant τLIA was investigated, respectively, and the optimum values were specified to Q = 500 mL/min and τLIA = 2 s. In case of ambient noise, increasing τLIA to 10 s was evaluated as sufficient for SNR preservation. The noise level was measured in the absence of NO2 and it was determined to be composed of 51% electronic noise and 49% gas flow noise. With the analyte concentration ranging from 300 ppbV to 100 ppmV, the linear dependency of the photoacoustic amplitude on the NO2 concentration was specified, the sensitivity was determined to 110 μV/ppmV and the maximum measurement error was calculated to ±0.8%. The detection limit was determined to 2.0 ppbV. Furthermore, the stability of the signal was investigated and a maximum drift of ±1% was observed within a measuring period of 30 min. The response time τ90 was specified to 58 s. All results considered, this photoacoustic measuring system, which is based on low-cost signal generation and detection units, provides an excellent basis in view of developing a portable device for photoacoustic trace gas detection. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/j.sna.2017.03.024 VL - 258 SP - 193 EP - 200 PB - Elsevier CY - Amsterdam, Niederlande ER - TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Roth, Carina A1 - Aumer, F. A1 - Vitzthumecker, Thomas A1 - Genslein, Christa A1 - Hirsch, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Miniaturisiertes Sensorsystem zur Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie T2 - 118. Jahrestagung der deutschen Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO), 6.-10. Juni 2017, Dresden N2 - Die Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR) wird aufgrund ihrer Vorzüge der zerstörungs- und markierungsfreien Messung, sowie der hohen Sensitivität sehr erfolgreich im Labormaßstab eingesetzt. Aufgrund der hohen Kosten geschieht dies bislang hauptsächlich in der Bioanalytik und dem Wirkstoffscreening. Gezeigt wird ein Ansatz, mit dem diese Technologie auf ein ultrakompaktes, kostengünstiges Sensorsystem übertragen wird, welches in der Lage ist, hoch-sensitiv Änderungen im Brechungsindex von 10-6 Einheiten (RIU) zu detektieren. Für Wasser bewirkt eine Temperaturschwankung von 1 K bereits eine Änderung von 1 mRIU. Daher wird durch ein integriertes Referenzsystem, sowie die Miniaturisierung erreicht, dass das System gegenüber Temperaturschwankungen, weitestgehend stabil ist. In dem MOEMS wird anstatt der konventionellen 1-Punkt bzw. 2-Punkt Messung ein bildgebendes Verfahren angewendet. Die Sensorfläche von 15 x 15 mm wird dabei mit einem handelsüblichen 4 Mio. Pixel CMOS Sensor ausgewertet. Um verlässliche Datenpunkte zu erhalten benötigt man eine Fläche von 10 x 10 Pixel. Demzufolge können auf dem Sensor theoretisch bis zu 40.000 Sensorspots parallel ausgewertet werden. KW - Messtechnik KW - Optische Systeme KW - Spektroskopie Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Roth, Carina A1 - Hausler, Peter A1 - Bierl, Rudolf T1 - Einbindung eines 2D-Photodetektors in einen hochintegrierten SPR-Imaging-Sensor T2 - 118. Jahrestagung der deutschen Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO), 6.-10. Juni 2017, Dresden N2 - Mit der Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR) können Brechungsindexänderungen eines Analyten von bis zu 10-6 RIU detektiert werden. Das SPR-Imaging bietet heute gegenüber der konventionellen SPR-Analyse die Möglichkeit, mehrere einzelne Messungen parallel durchführen zu können. Mit Hilfe eines zweidimensionalen Sensorchips und einer leistungsfähigen Boardlevelkamera können die Abbildungen des Chips direkt an einen Rechner übertragen und dort verarbeitet werden. Aufgrund unterschiedlicher Winkelstellungen und der Geometrie des Aufbaus entstehen Stauchungen und Streckungen des abgebildeten Sensorchips, die mit verschiedenen Ansätzen aus der Bildverarbeitung ausgeglichen werden, um die Bilder miteinander vergleichen zu können. Zudem wird die Güte der Referenz- und Messbereiche des Chips bestimmt. Diese Algorithmen sind nur möglich aufgrund der heutigen, leistungsfähigen Rechner und der immer größer werdenden Durchsatzraten der Kameras. Dabei kommt in dieser Anwendung der relativ neue Kamerastandard USB3 Vision zum Einsatz. Dieser zeichnet sich zusätzlich durch das Plug and Play und seinen Standardstecker, der an (fast) jedem Rechner vorhanden ist, aus. KW - Bildverarbeitung KW - Messtechnik KW - Optische Informationsverarbeitung Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Genslein, Christa A1 - Hauser, Peter A1 - Kirchner, Eva-Maria A1 - Bierl, Rudolf A1 - Baeumner, Antje J. A1 - Hirsch, Thomas T1 - Detection of small molecules with surface plasmon resonance by synergistic plasmonic effects of nanostructured surfaces and graphene T2 - SPIE Proceedings, Plasmonics in Biology and Medicine XIV, 2017, San Francisco, California N2 - Surface plasmon resonance depends on the dielectric medium at the vicinity and makes it a quasi-universal detector. Therefore, and due to the label-free nature, SPR is a widely used sensing tool for real‐time monitoring molecular interactions of various analytes. However, detection of highly diluted analytes and small molecules (< 400 Da) is still challenging. Gold nanohole arrays provide plasmonic hotspots with improved surface sensitivity and 2D carbon nanomaterials enable binding near the surface. Both effects together are promising in the development of SPR sensors for the efficient determination of small molecules. Graphene is known for efficient binding of molecules with delocalized aromatic π-systems. Additionally, the electromagnetic field is locally enhanced and modulated by the interaction of graphene photonics with the plasmonics of metal nanostructures. The advantages of chemical vapor deposition (CVD) graphene over reduced graphene oxide (rGO) is illustrated by a proof of concept study. In comparison to substrates consisting of a continuous film the surface sensitivity is enhanced for a nanohole arrays and further improved for CVD graphene functionalization in contrast to rGO. The feasibility of the sensor was demonstrated for the detection of adenine down to a concentration of 0.9 μM. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1117/12.2252256 VL - 10080 IS - 1008001F ER - TY - JOUR A1 - Zagler, Andreas A1 - Landgraf, Ferdinand A1 - Rück, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Entwicklung eines mikromechanischen kapazitiven Schalldetektors im resonanten Betrieb für die photoakustische Spurengasanalyse JF - 7. MikroSystemTechnik Kongress "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", 23.-25. Oktober 2017, München Y1 - 2017 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Rück, Thomas A1 - Läpple, I. A1 - Bierl, Rudolf T1 - Photoakustische Spurengasanalytik von NO2 im ppt-Bereich (10^-12) bei Verwendung kostengünstiger Einzelkomponenten T2 - 7. MikroSystemTechnik Kongress "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", 23.-25. Oktober 2017, München KW - Elektroniksystem KW - Industrie 4.0 KW - Mikrosystemtechnik KW - Mikrofluidik KW - Mikroaktorik Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4491-6 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Zhou, Qi A1 - Landgraf, Ferdinand A1 - Rück, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Resonance frequency tuning and process design of a micromechanical capacitive cantilever in a photoacoustic trace-gas sensing device T2 - 7. MikroSystemTechnik Kongress "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", 23.-25. Oktober 2017, München N2 - Photoacoustic spectroscopy is an efficient method to detect the concentration of trace gases with following advantages: short response time, high sensitivity, continuous and real-time monitoring and the option of miniaturization without the need of complex mirror-based multi-pass cell designs. A micromechanical cantilever is used as a key component in a two-part "Cantilever-Resonator" system that detects the weak photoacoustic signal. The resonance frequency of cantilever needs to be tuned to match the resonance frequency of resonator in order to achieve the maximum vibration amplitude of the "Cantilever-Resonator" system. This paper reports a post-fabrication method to tune the resonance frequency of cantilevers via focused ion beam (FIB) and a capacitive solution for the cantilever to transform the acoustic signal to electrical signal. Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4491-6 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Johannes T1 - Miniaturisierter plasmonischer Sensor für das Monitoring von Weichmachern in Gewässerproben T2 - 7. MikroSystemTechnik Kongress "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", 23.-25. Oktober 2017, München Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4491-6 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Genslein, Christa A1 - Roth, Carina A1 - Hirsch, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Mikro-Opto-Elektro-Mechanisches Sensorsystem zur Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie T2 - MikroSystemTechnik Kongress 2017 : MEMS, Mikroelektronik, Systeme 23.-25. Oktober 2017 in München N2 - Gezeigt wird die Miniaturisierung eines Messsystems für Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR), einer markierungs-, sowie zerstörungsfreien als auch hoch sensitiven Technologie. Aufgrund der hohen Kosten klassischer SPR-Geräte wird sie bisher jedoch vornehmlich in der Bio- und Medizintechnik eingesetzt. Das Messprinzip ermöglicht die Erfassung von Brechungsindexänderungen nahe einer Oberfläche. Der Transfer dieser Technologie von Laborgeräten hin zu einem miniaturisierten Sensorsystem senkt die Kosten, macht das System robuster und ermöglicht so ein wesentlich breiteres Anwendungsspektrum. Ein sehr vielversprechendes Merkmal des hier vorgestellten Systems ist die Möglichkeit den SPR-Effekt winkelabhängig zur Lichtquelle ohne bewegliche Bauteile zu verfolgen. The miniaturization of Surface Plasmon Resonance (SPR) technology, which mainly finds its applications in pharmaceutical screening and biotechnology so far, is described. SPR spectroscopy is a label-free, non destructive and highly sensitive measurement principle which is capable of detecting changes in the refractive index in striking distance to a gold surface. A transfer of this technology to a miniaturized sensor will broaden the range of possible applications. A promising feature which is included in the miniaturized system is the angle-dependent recording of the SPR signals without moving parts. KW - Bewegungselement KW - Biotechnik KW - Brechungsindex KW - Goldoberfläche KW - Laborgerät KW - Lichtquelle KW - Medizintechnik KW - Messprinzip KW - Messsystem KW - Miniaturisierung KW - Oberflächenplasmon KW - Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie KW - pharmazeutisches Screening KW - Sensorsystem KW - Spektroskopie Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4491-6 IS - CD-ROM SP - 645 EP - 647 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER -