14 Externe wissenschaftliche Einrichtungen

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Ultrasonic attenuation due to the neutral acceptor Mn in GaAs
(1976) Lassmann, Kurt; Schad, Hanspeter
We report on measurements of the ultrasonic attenuation in GaAs: Mn at frequencies between 400 and 2000 MHz and at temperatures between 1 and 35 K. The results indicate that there is a level 3 meV above the acceptor round state.
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Ultrasonic attenuation due to resonant interaction with a distribution of level splittings of the ground state of shallow acceptors in Ge
(1976) Ortlieb, Erhard; Schad, Hanspeter; Lassmann, Kurt
The ultrasonic attenuation in Ge (Ga, In) has been measured in the frequency range from 500 MHz to 2.5 GHz, and from room temperature down to 1 K. Below 10 K the attenuation rises as ω2/T. For the first time saturation of the attenuation has been observed for ground state of a shallow acceptor. These results can be interpreted as due to resonance interaction with level splittings of a broad distribution with width of about 0.1 meV.
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Vergleich von Reifen-Luftschallmessungen und Schwingungsmessungen mit Hilfe von laseroptischen Verfahren
(1981) Eberspächer, Ralph Peter; Liedl, Werner; Tiziani, Hans J.; Litschel, Reinhold; Pfister, Berthold; Zeller, Albert
Reifenschwingungen werden als primäre Ursache für die Geräuschemission von Pkw-Reifen angesehen. Es werden drei im Labor erprobte laseroptische Meßverfahren vorgestellt, die für Schwingungsuntersuchungen an auf dem Trommelprüfstand laufenden Reifen geeignet sind: Doppelpuls-Holografie, Doppelpuls-Specklefotografie und Laser-Doppler-Vibrometrie (LDV). Die Doppelpuls-Holografie liefert im Zusammenwirken mit einem Bild-Derotator das Schwingungsmuster des rotierenden Reifens. Die LDV ermöglicht die Messung der Schwingschnelle eines reifenfesten Punktes bzw. an einem raumfesten Punkt der Reifenoberfläche. Mit Rüfe der LDV kann eine gute Korrelation zwischen Laufflächenschwingungen und Reifenabrollgeräusch nachgewiesen werden.
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Two subroutines for calculating lattice sums and the distortion field due to a point force in hexagonal systems
(1981) Maysenhölder, Waldemar
The subroutines ARRANGE and DISPL contained in HEXALAT have been developed for application of solid state theory to hexagonal crystals, in particular to the hexagonal closed packed (hcp) structures. ARRANGE generates the coordinates of a roughly estispherical arrangement of atoms which occupy regular sites of an hcp structure, and thus provides a means for calculating lattice sums very easily.
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Calculations of point-defect properties in copper, silver, and gold based on three-body interactions
(1982) Bauer, Rolf; Maysenhölder, Waldemar; Seeger, Alfred
Long-term trends in the calculation of defect properties in the noble metals are criticezed. On physical grounds it is argued that the model potentials used should allow for many-body interactions. Results based on potentials which include three-body interaction terms are presented for Cu, Ag, and Au.
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The Eshelby factor for cubic crystals with arbitrary elastic anisotropy
(1984) Maysenhölder, Waldemar
The Eshelby factor for cubic crystals has been calculated for arbitrary anisotropy. One of the two integrations needed could be performed analytically. An expansion up to 4th order in the anisotropy and exact results for special cases are also given.
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Cohesive properties of bcc and fcc rubidium from ab initio pseudopotentials
(1985) Maysenhölder, Waldemar; Louie, Steven G.; Cohen, Marvin L.
Total-energy calculations have been performed for Rb at zero temperature using a self-consistent ab initio pseudopotential approach within a local-density-functional scheme. The energy difference between fcc and bcc Rb, and the energy barrier between these structures, are found to be extremely small near the equilibrium volume. Agreement of the calculated cohesive properties of bcc Rb with experimental values is good in view of the softness of the material. A transition from bcc to fcc has been calculated to occur at a pressure of about 52 kbar for T=0 K, which compares favorably with the observed value of 70 kbar for this transition at room temperature.
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Effect of three-body interactions on the formation entropy of monovacancies in copper, silver and gold
(1985) Maysenhölder, Waldemar; Bauer, Rolf; Seeger, Alfred
The vacancy formation entropy in Cu, Ag and Au is estimated from model calculations with explicit treatment of three-body interactions. The three-body interactions cause a rather strong relaxation around the vacancies and therefore lead to lower values for the formation entropy than usual pair-potential calculations.
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Lowest-order approximations to relaxation volumes of monovacancies in cubic metals from pair potentials and Finnis-Sinclair potentials
(1986) Maysenhölder, Waldemar
Relaxation volumes of point defects in cubic metals can be conveniently estimated by differentiating approximate formation energies with respect to the lattice constant. Lowest-order analytical expressions for monovacancies have been derived for equilibrium pair potentials and for the N-body potentials of Finnis and Sinclair (1984). These expressions may be evaluated with little effort and prove far superior to other lowest-order approximations to vacancy relaxation volumes.
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Some didactical and some practical remarks on free plate waves
(1987) Maysenhölder, Waldemar
It is recalled how wave equations can be generated from dispersion relations. The bending wave equation for thin plates including some higher-order terms is obtained by this general method and compared to the corresponding equation of Timoshenko. Further, the dispersion of free plate waves is derived in a concise and elementary manner without using a scalar potential and a vector potential for the displacements. Finally, as a matter of practical interest, exact and approximate expressions for the ratio of parallel to perpendicular displacements at a plate surface are calculated. Under favourable circumstances measurement of this ratio allows decomposing an observed wave into its quasi-longitudinal and bending components.
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On the determination of interaction parameters from correlations in binary alloys
(1987) Maysenhölder, Waldemar
The determination of interaction parameters from correlation functions in binary alloys is discussed by means of high-temperature expansions for the correlations. The inherent nonlinearity of this "inverse problem" of statistical mechanics leading to non-unique solutions is emphasized. The formulation includes pair and triplet interactions. Some results of a specific "inverse Monte Carlo calculation" are criticized. The paper provides a collection of formulae, especially for probabilities and correlations, which should prove useful for clarifying the subject.
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Körperschallausbreitung in Gebäuden : Untersuchungen mit einem Intensitätsmeßverfahren
(1988) Maysenhölder, Waldemar
Bauakustische Körperschallmessungen haben sich bisher fast ausschließlich auf die Messung von Schwingungsamplituden beschränkt ("Körperschallpegel"). Die für einen wirksamen Schallschutz so wichtige Frage, wie sich die Schwingungsenergie ausbreitet, wird aber durch eine reine Pegelmessung meistens nicht zuverlässig beantwortet. Zu diesem Zweck muß die Körperschallintensität gemessen werden. Unter gewissen Bedingungen läßt sich die Körperschallintensität relativ einfach aus dem Kreuzspektrum zweier Beschleunigungssignale bestimmen. Die Grundzüge dieser in der Bauakustik noch neuen Meßtechnik werden erläutert. Ihr Einsatz bei der Lokalisierung von Schallbrücken und beim Studium der Schalllängsdämmung zeigt die deutliche Überlegenheit gegenüber reinen Körperschallpegelmessungen.
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Sound bridge localization in buildings by structure-borne sound intensity measurements
(1989) Maysenhölder, Waldemar; Schneider, Walter
A localization procedure is described which permits fast and accurate localization of point-like sound bridges in buildings by means of measurements of the vibrational intensity at a few points on the wall or : floor. In a laboratory experiment a resolution of about 10 cm was achieved with seven points. Essential to the performance of the procedure are a favourable choice of the positions of the measurement points, a suitable weighting of the measured data, and a favourable choice of the band for the frequency average.
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Rigorous computation of plate-wave intensity
(1990) Maysenhölder, Waldemar
Exact analytical expressions exist for the displacement fields of elastic waves in homogeneous, isotropic, infinite plates of constant thickness. From these expressions the intensity and the time-averaged energy density of an arbitrary propagating mode at arbitrary frequency is derived without any approximation as a function of the spatial coordinate from surface to surface. Spatial averaging of these quantities across the thickness of the plate is also performed analytically and exactly. Practical application of the results to a particular mode requires the knowledge of its phase and group velocity, which in general have to be computed by numerical methods. Numerous diagrams illustrate the behaviour of the analytical expressions, especially for the quasi-longitudinal mode and the bending mode. Comparison of the exact intensity of the bending mode with the approximate expression from simple bending wave theory leads to a precise determination of the error which enters the conventional method of measuring the bending wave intensity. This offers the possibility of extending the conventional measuring technique beyond the validity of thin plate theory.
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Analytical determination of the group velocity of an arbitrary Lamb wave from its phase velocity
(1992) Maysenhölder, Waldemar
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Proof of two theorems related to the energy of acoustic Bloch waves in periodically inhomogeneous media
(1993) Maysenhölder, Waldemar
Two theorems which are applicable to plane waves in homogeneous elastic media are generalized to the case of periodic inhomogeneity. The first theorem is known as Rayleigh's principle and essentially says that, on average, kinetic energy equals potential energy. The second theorem states that group velocity and velocity of energy transport ("energy velocity") are the same. Both equalities are verified below for periodically inhomogeneous media. As distinguished from the homogeneous case one has to deal with Bloch waves instead of plane waves and has to perform spatial averages over an elementary cell of the lattice. By means of plausible arguments the theorems can also be applied to the modes of infinitely extended plates and beams.
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Neue Schalldämm-Prüfzeugnisse im europäischen Binnenmarkt
(1994) Scholl, Werner; Maysenhölder, Waldemar; Fischer, Heinz-Martin
Die Luftschalldämmung von Bauteilen wird im künftigen Europa durch Schalldämm-Maße ohne Flankenübertragung gekennzeichnet werden sowie durch zusätzliche Einzahlwerte, die das Verhalten des Bauteils gegenüber speziellen Geräuschspektren (u.a. Verkehrslärm) erfassen. Die zusätzlichen Einzahlwerte lassen sich nachträglich aus alten Meßwerten - die Vorlage der alten Prüfzeugnisse reicht nicht! -bestimmen, wenn die damaligen Meßbedingungen den heutigen entsprechen. Die Anwendbarkeit bei eingeschlossener «bauähnlicher Flankenübertragung» ist allerdings ungeklärt. Das nachträgliche Herausrechnen der in Deutschland mitberücksichtigten «bauähnlichen Flankenübertragung» ist wesentlich schwieriger und nur bis etwa R'w = 55 dB möglich. Aufgrund umfangreicher eigener Untersuchungen wurde vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik ein Vorschlag zur wechselseitigen Umrechnung der Einzahlwerte Rw und R'w erarbeitet, der als Annex G in das bei CEN/TC 126/WG 2 erarbeitete Dokument zur Bauakustik aufgenommen wurde. Falls diesem Annex im Laufe der bei CEN erforderlichen Abstimmungsprozedur nicht widersprochen wird - die zuständige Arbeitsgruppe hat dem Vorschlag bereits zugestimmt -, steht ein Weg zur Verfügung, der während einer Übergangsphase die Verwendung bisheriger deutscher Schalldämmungs-Prüfzeugnisse auf dem europäischen Binnenmarkt sicherstellt. Damit wäre ein wichtiger Schritt zur Gewährleistung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Bauwirtschaft getan.
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Körperschallenergie : Grundlagen zur Berechnung von Energiedichten und Intensitäten
(1994) Maysenhölder, Waldemar
Die Theorie der Körperschallenergie steuert daher nicht nur Wesentliches zum physikalischen Verständnis von Körperschallproblemen bei, sondern stellt auch ein unverzichtbares Werkzeug zur Entwicklung von Intensitätsmeßverfahren dar. Was in fluiden Medien durch Messung allein erledigt werden kann, erfordert in festen Körpern ein sorgfältig abgestimmtes Zusammenspiel von Messung und Rechnung. Von einer Analyse der Körperschallenergie verspricht man sich letzten Endes wesentliche Fortschritte auf allen Gebieten der Lärmbekämpfung, bei denen Körperschall eine Rolle spielt. Die vorliegende Monografie möge dazu beitragen, daß davon etwas wahr wird. Sie führt, ausgehend von den einfachen Grundlagen, bis an den aktuellen Stand des Wissens heran und sollte sowohl für Forschung und Entwicklung als auch für die Lehre von Nutzen sein. (Grundkenntnisse der Elastodynamik erleichtern den Einstieg.)
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Kinetische Untersuchungen zur Hochtemperaturpyrolyse und -oxidation von Cyclopentadien und Cyclopentadienyl mit Hilfe der Stosswellentechnik
(1999) Roy, Karin; Just, Thomas (Prof. Dr.)
In der vorliegenden Arbeit wurde die Pyrolyse und die Oxidation von Cyclopentadien sowie die Pyrolyse des Cyclopentadienyl-Radikals bei hohen Temperaturen untersucht. Diese C5-Spezies sind Zwischenprodukte beim Abbau von Aromaten und bei der Bildung von Rußpartikeln. Im Rahmen der Arbeit wurden Stoßwellenexperimente bei Temperaturen von 1100 K bis 1600 K und Drücken von 0.7 bar bis 6 bar durchgeführt. Wasserstoff-, Iod- und Sauerstoffatome sowie Kohlenmonoxidmoleküle wurden mit der UV-Absorptionsspektroskopie detektiert. Die Reaktionen wurden in Gasmischungen, verdünnt mit Argon, durchgeführt und über einen Zeitraum von ca. 1 ms beobachtet. Mit Hilfe von Sensitivitätsanalysen konnten komplexe Reaktionsmechanismen auf wenige wichtige Reaktionspfade reduziert und Geschwindigkeitskoeffizienten der Elementarreaktionen bestimmt werden. Der Geschwindigkeitskoeffizient für den Zerfall von Cyclopentadien in ein Cyclopentadienyl-Radikal und ein Wasserstoffatom wurde bestimmt. Mittels der Fall-off-Analyse wurde der Hochdruckgeschwindigkeitskoeffizient für diese Reaktion berechnet und die Bildungsenthalpie des Cyclopentadienyl-Radikals abgeleitet. Aus der Reaktion von Cyclopentadien mit Wasserstoffatomen wurden die Geschwindigkeitskoeffizienten für zwei parallel verlaufende Reaktionskanäle ermittelt. Für die Untersuchung des Zerfalls des Cyclopentadienyl-Radikals sowie dessen Reaktion mit Wasserstoffatomen wurde Iodcyclopentadien als Radikalvorläufermolekül eingesetzt. Es wird erläutert, welche Rolle die Cyclopentadienylrekombination bei der Bildung von Naphthalin spielt. Die Oxidation von Cyclopentadien wurde mit molekularem Sauerstoff mit variierenden Sauerstoffanteilen untersucht. Zur Modellierung der gemessenen Absorptionsprofile von H- und O-Atomen und CO-Molekülen bei der Pyrolyse und Oxidation des C5-Systems wurde ein Reaktionsmechanismus entwickelt.
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Electromigration in bamboo aluminum interconnects
(2000) Witt, Christian; Arzt, Eduard (Prof. Dr. phil.)
Elektromigration kann zur Schädigung von miniaturisierten Leiterbahnen durch die Bildung von Poren und Hügeln führen. Die Lebensdauer von Aluminiumbahnen wird erheblich durch den Zusatz von Kupfer, und durch die Abdeckung mit einer Passivierungsschicht gesteigert. Die genauen Mechanismen dieser Effekte sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Um diese Effekte in Leiterbahnen mit einer Bambusstruktur zu untersuchen, wurden Elektromirationsexperimente an sub-Mikrometer schmalen Leiterbahnsegmenten verschiedener Länge aus Al und Al(0.5gew%Cu), jeweils mit und ohne Passivierung durchgeführt. Der Zusatz von Kupfer erhöht das kritischen Produkts von Segmentlänge und Stromdichte, oberhalb dessen eine Schädigung eintritt. Im Gegensatz zu Segmenten aus reinem Al, bilden sich die Hügel entfernt vom Anodenende der Segmente, und der Materialabtrag des Al als Funktion der Zeit (Driftgeschwindigkeit) nimmt in den Al(Cu) Bahnen zu. Diese Beobachtungen sind konsistent mit der Vorstellung, daß die Mobilität des Al erheblich reduziert wird, wenn die Kupferkonzentration genügend groß ist. Die Untersuchung der elektromigrationsinduzierten Umverteilung des Kupfers in unbeschädigten Segmenten zeigt, daß der Kupfertransport entlang der Grenzflächen der Leiterbahnen sehr schnell ist. Außerdem wird gezeigt, daß für die Bildung von Ausscheidungen eine Kupferübersättigung von etwa der zweifachen Löslichkeitskonzentration erforderlich ist. Die statistische Verteilung des kritischen Produkts wird als Funktion der Segmentlänge untersucht. Es wird demonstriert, daß die Streuung mit abnehmender Länge ansteigt. Dazu wird ein Modell vorgestellt. Der Vergleich von passiviertem und unpassiviertem Al zeigt, daß die kritische Spannung zur Bildung von Poren und die Driftgeschwindigkeit in etwa gleich sind, das kritische Produkt der Passivierten jedoch deutlich größer ist, was durch die Unterdrückung der Hügelbildung erklärt wird.