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- Institut für Mathematik und Informatik (6)
Publisher
- IOP Publishing (7)
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We present a Green's function based treatment of the effects of electron-phonon coupling on transport through a molecular quantum dot in the quantum limit. Thereby we combine an incomplete variational Lang-Firsov approach with a perturbative calculation of the electron-phonon self energy in the framework of generalised Matsubara Green functions and a Landauer-type transport description. Calculating the ground-state energy, the dot single-particle spectral function and the linear conductance at finite carrier density, we study the low-temperature transport properties of the vibrating quantum dot sandwiched between metallic leads in the whole electron-phonon coupling strength regime. We discuss corrections to the concept of an anti-adiabatic dot polaron and show how a deformable quantum dot can act as a molecular switch.
In classical Drude theory the conductivity is determined by the mass of the propagating particles and the mean free path between two scattering events. For a quantum particle this simple picture of diffusive transport loses relevance if strong correlations dominate the particle motion. We study a situation where the propagation of a fermionic particle is possible only through creation and annihilation of local bosonic excitations. This correlated quantum transport process is outside the Drude picture, since one cannot distinguish between free propagation and intermittent scattering. The characterization of transport is possible using the Drude weight obtained from the f-sum rule, although its interpretation in terms of free mass and mean free path breaks down. For the situation studied we calculate the Green's function and Drude weight using a Green's functions expansion technique, and discuss their physical meaning.
A quantum kinetic approach is presented to investigate the energy relaxation of dense strongly coupled two-temperature plasmas. We derive a balance equation for the mean total energy of a plasma species including a quite general expression for the transfer rate. An approximation scheme is used leading to an expression of the transfer rates for systems with coupled modes relevant for the warm dense matter regime. The theory is then applied to dense beryllium plasmas under conditions such as realized in recent experiments. Special attention is paid to the influence of correlation and quantum effects on the relaxation process.
In order to clarify the physics of the crossover from a spin-density-wave (SDW) Mott insulator to a charge-density-wave (CDW) Peierls insulator in one-dimensional (1D) systems, we investigate the Hubbard-Holstein Hamiltonian at half filling within a density matrix renormalisation group (DMRG) approach. Determining the spin and charge correlation exponents, the momentum distribution function, and various excitation gaps, we confirm that an intervening metallic phase expands the SDW-CDW transition in the weak-coupling regime.
We discuss a numerical method to study electron transport in mesoscopic devices out of equilibrium. The method is based on the solution of operator equations of motion, using efficient Chebyshev time propagation techniques. Its peculiar feature is the propagation of operators backwards in time. In this way the resource consumption scales linearly with the number of states used to represent the system. This allows us to calculate the current for non-interacting electrons in large one-, two- and three-dimensional lead-device configurations with time-dependent voltages or potentials. We discuss the technical aspects of the method and present results for an electron pump device and a disordered system, where we find transient behaviour that exists for a very long time and may be accessible to experiments.
Because of some disadvantages of chemical disinfection in dental practice (especially denture cleaning), we investigated the effects of physical methods on Candida albicans biofilms. For this purpose, the antifungal efficacy of three different low-temperature plasma devices (an atmospheric pressure plasma jet and two different dielectric barrier discharges (DBDs)) on Candida albicans biofilms grown on titanium discs in vitro was investigated. As positive treatment controls, we used 0.1% chlorhexidine digluconate (CHX) and 0.6% sodium hypochlorite (NaOCl). The corresponding gas streams without plasma ignition served as negative treatment controls. The efficacy of the plasma treatment was determined evaluating the number of colony-forming units (CFU) recovered from titanium discs. The plasma treatment reduced the CFU significantly compared to chemical disinfectants. While 10 min CHX or NaOCl exposure led to a CFU log10 reduction factor of 1.5, the log10 reduction factor of DBD plasma was up to 5. In conclusion, the use of low-temperature plasma is a promising physical alternative to chemical antiseptics for dental practice.
Behavior of a porous particle in a radiofrequency plasma under pulsed argon ion beam bombardment
(2010)
The behavior of a single porous particle with a diameter of 250 μm levitating in a radiofrequency (RF) plasma under pulsed argon ion beam bombardment was investigated. The motion of the particle under the action of the ion beam was observed to be an oscillatory motion. The Fourier-analyzed motion is dominated by the excitation frequency of the pulsed ion beam and odd higher harmonics, which peak near the resonance frequency. The appearance of even harmonics is explained by a variation of the particles's charge depending on its position in the plasma sheath. The Fourier analysis also allows a discussion of neutral and ion forces. The particle's charge was derived and compared with theoretical estimates based on the orbital motion-limited (OML) model using also a numerical simulation of the RF discharge. The derived particle's charge is about 7–15 times larger than predicted by the theoretical models. This difference is attributed to the porous structure of the particle.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der genetischen Grundlage der essentiellen Hypertonie. Viele Experimente konnten Genorte finden, die an der Blutdruckregulation beteiligt sind und bei Mutation zu Anstiegen des Blutdruckes führen. Bisher wurden jedoch keine Gene gefunden, die eine essentielle Hypertonie verursachen. Mittels der phänotypischen Selektion auf Bluthochdruck wurden Rückkreuzungshybriden aus normotensiven BB/OK Ratten und spontanhypertensiven SHR/Mol Ratten gezüchtet und im Anschluss mit Mikrosatellitenmarkern auf Veränderungen im Genom untersucht. Der Tierexperimentelle Teil dieser Arbeit und eine erste Untersuchung des Genoms mit 259 Mikrosatellitenmarkern wurde bereits 1997 durchgeführt [Klöting I. et al. 1997]. Die genaue Beschreibung des Rattengenoms und daraus resultierend die Vervielfachung der Mikrosatellitenmarker zur Analyse des Genoms machten eine Weiterführung der Arbeit sinnvoll. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Genom der Rückkreuzungshybriden mithilfe von weiteren 509 Mikrosatellitenmarkern auf Unterschiede im Vergleich zu normotensiven BB/OK Ratten untersucht. Wie bereits 1998 konnten auf Chromosom 14 Genorte ausgemacht werden, die nicht ausschließlich BB/OK zuzuordnen waren, sondern stattdessen Eigenschaften der spontanhypertensiven SHR-Mol Rattenlinie zeigten. Mithilfe der DNA-Sequenzierung konnten auf Chromosom 3 Mutationen entdeckt werden, die im kodierenden Bereich für das Gen Rnd3 liegen. Dieses Gen spielt eine Rolle bei der Hemmung der Ausbildung von Stressfasern. Diese Proteine verankern Zellen über Fokalkontakte an der Plasmamembran und sind unter anderem in den großen Gefäßen und dem Myokard zu finden. Hieraus lässt sich eine Relevanz für die Ausprägung von Hypertonie ableiten. Weitere Veränderungen im Genom der Rückkreuzungstiere konnten nicht gefunden werden. Hieraus kann man schlussfolgern, dass bei guter Abdeckung des Genoms der Ratten nur wenige bestimmende Gene eine Rolle bei der Ausprägung der Hypertonie spielen. Die Annahme, dass die essentielle Hypertonie über eine Vielzahl von Genen vererbt wird, erscheint anhand der gefundenen Ergebnisse unwahrscheinlich und bestätigt Ergebnisse der Entwicklung einer hypertonen Wistarratte von Okamato et al. 1966 [Udenfriend S. Et al. 1976]. Ob es sich bei den Veränderungen, die entdeckt wurden, um hauptursächliche Gene der essentiellen Hypertonie handelt, kann mit dieser Arbeit nicht geklärt werden. Klöting I. et al 1997: Klöting I, Kovacs P, Kuttler B, Phenotypic consequences after restoration of lymphopenia in the diabetes-prone BB/OK rat, Biochem Biophys Res Commun, 1997, Vol. 239 No. 1, 106-110 Udenfriend S. et al 1976: Udenfriend S., Bumpus F.M., Foster H.L., Freis E.D., Hansen C.T., Lovenberg W.M., Yamori Y., Spontaneously hypertensive (SHR) rats: Guidelines for breeding, care, and Use, ILAR
Kein Land vermittelt uns derzeit noch einen so umfassenden, geschlossenen Überblick über die Entwicklung der Baukunst der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser wie das heutige Mecklenburg-Vorpommern. Dies gilt für die Anfänge bis in die Zeit kurz vor dem Zweiten Weltkrieg. Der 1990 überlieferte Bestands-Zusammenhang ist nach bereits knapp zwei Jahrzehnten seit der Vereinigung der Bundesrepublik Deutschland mit der DDR so stark gefährdet, dass die regionale Identität Mecklenburg-Vorpommerns für zukünftige Generationen schwierig nachvollziehbar sein wird. Die Sensibilisierung der Öffentlichkeit zur Erhaltung des kulturellen Erbes im Zusammenhang, die Bekanntheit der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser sowie die Kenntnis ihres entwicklungshistorischen Kontextes bilden die Grundlage für ihren Erhalt – zur Wahrung der regionalen Identität des Bundeslandes. Der Verfasser der vorliegenden Schrift möchte einen Beitrag leisten, erstmalig den entwicklungshistorischen Zusammenhang der genannten Objekte, insbesondere im vormaligen Großherzogtum Mecklenburg-Schwerin, darzustellen. Der Untersuchungsschwerpunkt betrifft den Zeitraum etwa 1780-1920. Die Region Ludwigslust und das Amt Neuhaus werden als ‚Entwicklungs-Zentrum‘ für die zeitgemäß-moderne Architektur der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser Mecklenburgs und Pommerns herausgestellt. Dazu werden die in der Region und dem Amt liegenden Standorte denkmaltopographisch analysiert, ihre Objekte stilkritisch bewertet und mit der zeitgemäß-vorherrschenden Architektur-Stilistik verglichen. Nach dem Forschungsergebnis ist der wichtigste Bestandteil der Gutshaus- und Domänenpächterhaus-Architektur Mecklenburgs und Pommerns auf 6 Entwicklungslinien/Bautrends – zwischen etwa 1700 und Ausbruch des Zweiten Weltkrieges – zurückzuführen. Es werden insbesondere die ‚Innovationsbauten‘, wie beispielsweise das Gutshaus Gresse, vorgestellt und die ‚Innovations-Folgebauten‘ in die jeweiligen Bautrends eingeordnet. Zur Untermauerung des Forschungsergebnisses stützt sich der Verfasser auf 2 Anlagebände, nicht nur mit historischen Abbildungen und maßstabsgerechten Zeichnungen der untersuchten Objekte, sondern vielmehr ihrer Vorbilder, welche in nationalen und internationalen Kultureinflüssen stehen. Die Dokumentation beinhaltet gemäß anthropologischem Modell VASARIs die in Abfolge der architektonischen Stile geordneten Biographien der architektonischen Urheber, deren Objektkonzeption in der Region und dem Amt sowie anderen Landesteilen erfolgt war. Der 1. Dokumentationsteil beinhaltet diejenigen Urheber, welche unabhängig von Bautrends ihre Tätigkeiten entfalteten, hingegen der 2. Teil die Lebensläufe derjenigen Urheber, welche den in der Region und dem Amt begründeten 6 Bautrends in Mecklenburg und Pommern errichteten Objekte zuzuordnen sind. Die Erkenntnisse über die Urheber – in mehr als 70 Baumeister- und Architektenbiographien samt Werkverzeichnissen fixiert – lassen Rückschlüsse auf den entwicklungshistorischen Bestands-Zusammenhang der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser in Mecklenburg und Pommern zu. Die Biographien beleuchten nicht nur das familiär-intellektuelle Umfeld der Urheber, sondern vielmehr auch ihre ‚akademische Herkunft‘ im Zusammenhang von Lehrern, Bildungsreisen, Kommilitonen und stilistisch-bautechnischem Einfluss. Schließlich unter diesen multipel-kulturellen Einflüssen erfolgte die Entwurfstätigkeit zur Vollendung dieser Objekte. Es ist zu konstatieren, dass die Biographien eine Vielzahl von Urheberschaften/Zuschreibungen von Gutshausentwürfen offenlegen: Das Repertoire staatsbediensteter Urheber beinhaltete u. a. auch Gutshäuser für private Auftraggeber. So sind zahlreiche Gutshäuser, oft bereits Abbrüchen anheimgefallen, im Nachhinein jedoch als ‚kleine Werke großer Meister‘ zu interpretieren. Erst gemäß Positionierung der Objekte im überregionalen Kontext der Bautrends können sich die Konkretisierungen denkmalpflegerischer Empfehlungen ergeben. So würde, wie das Beispiel des in der Formensprache RAMÉEs im ‚American Colonial Style’ konzipierten Gutshauses Benz dokumentiert, weiteren Fehlinterpretationen und erneuten Abbrüchen wirksam vorgebeugt werden. Es liegt auf der Hand, dass weitere Abbrüche unterbunden und dem Erhalt des kulturellen Erbes Gutsanlagen erhöhte Priorität bei der Erarbeitung landespolitischer Zielstellungen gewidmet werden sollte. Spätestens zum Zeitpunkt dieser Publikation müsste die Kulturpolitik Mecklenburg-Vorpommerns im Kontext privater Initiativen mit dem Ziel der regionalen Identitätswahrung verantwortungsvoll konkretisiert werden.