Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften
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The two main features of the memristive devices which makes them the promising candidates for neuromorphic applications are low power consumption and CMOS compatibility. The monolithic integration of memristive devices with CMOS circuitry paves the way for in-memory computing. This chapter focuses on the factors governing the CMOS integration process. Firstly, the influence of CMOS baseline technology selection on the memristor module is briefly discussed. Secondly, the selection of metal level interconnects and their effect on the memristive device performance is explained. Further, the widely used deposition technique for the CMOS compatible memristive switching layers is presented. Finally, the implementation of the optimized process for the fabrication of the memristive module and its influence on the device performance is presented in terms of electrical characterization results.
Ultrafast electron dynamics drive phenomena such as photochemical reactions, catalysis, and light harvesting. To capture such dynamics in real-time, femtosecond to attosecond light sources are extensively used. However, an exact match between the excitation photon energy and a characteristic resonance is crucial. High-harmonic generation sources are advantageous in terms of pulse duration but limited in spectral tunability in the vacuum ultraviolet range. Here, we present a monochromatic femtosecond source continuously tunable around 21eV photon energy utilizing the second harmonic of an optical parametric chirped pulse amplification laser system to drive high-harmonic generation. The unique tunability of the source is verified in an experiment probing the interatomic Coulombic decay in doped He nanodroplets across the He absorption bands. Moreover, we achieved intensities sufficient for driving collective processes in multiply excited helium nanodroplets, which have been previously observed only at free electron lasers.
Overview of FLASHlab@PITZ: the new R&D platform for FLASH radiation therapy and radiation biology
(2024)
An R&D platform for electron FLASH radiation therapy and radiation biology is being prepared at the Photo Injector Test facility at DESY in Zeuthen (FLASHlab@PITZ). This platform is based on the unique beam parameters available at PITZ: ps scale electron bunches of up to 22 MeV with up to 5 nC bunch charge at MHz bunch repetition rate in bunch trains of up to 1 ms in length repeating at 1 to 10 Hz. It works together with the Technical University of Applied Sciences Wildau (TH Wildau) as partner in close vicinity for the biological resources.
A startup beamline has been installed to allow dosimetry studies and irradiation experiments on chemical, biochemical and biological samples after a 60-degree dispersive arm. The measured dose and dose rates under different beam conditions and first experimental results will be reported in this paper. In addition, a dedicated beamline for FLASHlab@PITZhas been designed for better control of the high brightness electron beams. This includes a dogleg to translate the beam and a 2D kicker system to scan the tiny beam focused by quadrupoles across the samples within less than 1 ms. Simulation studies will be presented to demonstrate the extremely flexible dose parameters with various irradiation options for electron FLASH radiation therapy and radiation biology studies.
The rise of Fe magnetic moment, changes in Al electronic structure and a variation of Al magnetic polarization in thin films of transition metal aluminide Fe60Al40 have been probed through the order-disorder phase transition by soft X-ray absorption spectroscopy and X-ray resonant magnetic reflectivity in the extreme ultraviolet regime. In a course of the transition induced by 20 keV Ne+ irradiation with low fluences (1014 ions·cm-2), X-ray magnetic circular dichroism spectra taken at the Fe L2,3 absorption edges at room and low temperatures revealed a pronounced increase of Fe 3d states spin-polarization. X-ray resonant magnetic reflectivity applied to the Al L2,3 and Fe M2,3 edges allowed to detect the magnetic polarization of Al atoms in the films. The changes in Al electronic structure have been seen by alteration of Al K edge X-ray absorption near edge structure. A difference in anisotropy fields for films before and after irradiation has been observed by element-specific hysteresis loops recorded at low temperatures in absorption and reflection geometries at the Fe L2,3 and M2,3 edges, respectively. An attempt to reduce the top oxide layer by an inductively coupled hydrogen plasma has shown a possibility to recover the chemically ordered phase.
Dieser Beitrag beschreibt zwei Studien zur Akzeptanz eines Messroboters zur Durchführung von dermatologischen In-Vivo-Messungen. Die erste Studie ist eine quantitative Online-Umfrage mit 745 Teilnehmern. Die Studie gliedert sich in drei Bereiche mit insgesamt 24 Fragen. Die Teilnehmer werden zu ihren Erfahrungen und Ängsten in Bezug auf Roboter befragt und insbesondere zu einem möglichen Einsatz eines Messroboters für dermatologische In-Vivo-Studien. Für die qualitative Studie werden insgesamt 17 Studienteilnehmer jeweils einzeln für ein zweistündiges Interview, welches in 4 Phasen gegliedert ist, eingeladen. In Phase 2 dieser Studie werden die ersten robotergestützten In-Vivo-Messungen an Hautarealen auf dem Unterarm der Teilnehmer durchgeführt. Bereits aus der quantitativen Umfrage geht hervor das die meisten (75 %) Teilnehmer der Idee von Robotern im Messbetrieb offen gegenüber stehen, 55,7% befürworten den Einsatz sogar. Während des quantitativen Interviews werden Ängste und Unsicherheiten vor und während der ersten Messung genannt und beobachtet. Alle Teilnehmer waren zur Wiederholungsmessung sehr viel sicherer im Umgang mit dem Roboter und können sich einen zukünftigen Einsatz vorstellen. Besondere Herausforderungen stellen sich hinsichtlich der Positionierung der Studienteilnehmer zum Roboter heraus. Die Sicherstellung einer ergonomischen Gestaltung der Roboterumgebung ist für physische Mensch-Roboter-Kollaboration entscheidend und wird zur Weiterentwicklung des Systems stärker berücksichtigt. Weiter wurde ein 3-Stufen-Zustimmschalter zur Absicherung der Roboterbewegungen verwendet, dieser fand allerdings wenig Anklang und wurde stark kritisiert. Für den zukünftigen Einsatz wird eine alternative Überwachung des direkten Arbeitsbereiches erarbeitet.
Heavy wire bonding is one of the most common interconnection technologies in manufacturing of high-power electronics. For industrial applications, the long-term reliability of these connections is crucial. Besides the selection of the wire material and the loop geometry itself, the loop forming process parameters also have an influence on the reliability of the wire bond. In this work, the influence of the backward bond head movement during wire bonding process on the quality of wire bond connections was systematically investigated and qualified by cyclic mechanical lifetime tests, surface roughness measurements of the heel area by laser confocal microscopy and static pull tests. The wire bond loops were fabricated with 300 μm aluminum H11 and H14CR wires with different hardness values. The lifetime at low frequency cycle and high frequency cycle regime was determined by means of two different mechanical cyclic test methods operating at 5 Hz and at 60 kHz respectively. The results have shown, that the surface topology of the heel region caused by the initial plastic deformation during the loop forming process has a significant effect on the wire bond failure due to heel cracking. The number of loading cycles to failure shows an inverse correlation with the degree of surface roughness in a so called wrinkling analysis in the low and high frequency cycle regime. The soft wire exhibits different lifetimes compared to the hard ones depending on the testing conditions, while a significant decrease of the lifetime is observed with >30 % reverse movement during bonding in all cases.
Die Industrie 5.0 fordert neue Lernansätze und zeitgleich auch passende Lernumgebungen. Parallel müssen diese neben den didaktischen Herausforderungen auch den Transfer- und Übertragungsgedanken auf die industriellen Anwendungen gerecht werden. Durch die täglich steigende Anzahl vielfältiger KI-Tools insbesondere textgenerierenden Tools, braucht es Systeme mit einem breiten Anwendungsbereich. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags geben die Autoren einen Einblick in die Wildauer Smart Production, welche den transdisziplinären Gedanken von Lern- und Transferumgebungen Rechnung trägt, Möglichkeiten der Gestaltung komplexer Produktionssysteme widerspiegelt, die Integration menschzentrierter Ansätze ermöglicht und als Forschungsumgebung eingesetzt wird.
Synthetic substances like many pharmaceuticals, preservatives or other chemical compounds are actually very difficult to handle in sewage treatment. These compounds are very stable in aqueous solution and their degradation reactions are insufficient. Therefore, to eliminate these substances from wastewater additional afford is necessary. Extreme conditions like pH value, redox potential, chemical or physical energy need to be present. With our study we try to show that the use of plasma discharge could be a solution to this problem. Using the example of methylparaben, a preservative, we could show, that the physical energy of plasma discharge is able to initialize the degradation reaction in aqueous environment. The concentration was reduced by up to 70 percent in our setting depending on the treatment duration. Overall, the system showed potential to optimize wastewater treatment. Further examinations are necessary for example regarding undesirable by-products.
Urbane Mobilität insbesondere der innerstädtischen Personentransport wird auch zukünftig ein besonderes Augenmerk unter dem Eindruck nachhaltiger Nutzung von Energiesystemen haben. Hierbei besitzt der öffentliche Personennahverkehr(ÖPNV) ein großes Potential zur großskaligen Minderung des Kohlendioxid ausstoßes. Ein sehr wichtiges Konzept hierbei ist der Oberleitungsbus der ganz analog zu einer Straßenbahn über eine Oberleitung fahrbahnbegleitend mit Strom versorgt wird. Da der Bus naturgemäß nicht schienengebunden fährt und somit ein gewisses Maß an Positionsungenauigkeit besitzt, ist das Eindrahten an die Oberleitung allerdings erschwert. In dieser Arbeit präsentieren wir einen Regelungsansatz basierend auf einer neuartigen Sensorkonfiguration, der das automatische Eindrahten eines Stromabnehmers auf einem Bus ermöglichen kann.
Dieses Paper präsentiert das Forschungsprojekt „Intelligent Camera Unit“ (ICU) der Technischen Hochschule Wildau in Kooperation mit der Beiersdorf AG zur Verbesserung von Portraitaufnahmen in Probandenstudien für Kosmetikprodukte. Das Hauptziel des Projekt besteht darin, Ausrichtungsfehler zu minimieren und die Vergleichbarkeit von Vorher-Nachher-Bildern zu erhöhen. Dies wird durch die Verwendung eines kollaborativen Roboters und KI-gestützter Bildanalyse erreicht, um präzise Ausrichtung und Gesichtspositionen der Probanden zu gewährleisten. Das entwickelte System ermöglicht effiziente und reproduzierbare Aufnahmen aus verschiedenen Winkeln und Entfernungen und bietet eine benutzerfreundliche, web-basierte Bedienoberfläche.