Universität Stuttgart
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Item Open Access Phonon detection by the fountain pressure in superfluid 4Helium films(1980) Eisenmenger, WolfgangThe importance of phonon focussing was first demonstrated by Taylor, Maris and Elbaum, who calculated the phonon intensities or different modes in single crystals from the detailed form of the angle or k-dependent sound velocity surfaces. The results of these calculations are well-confirmed by experiment. It is quite surprising that phonon focussing leads in several crystals to very narrow beams of phonon energy propagation especially for transverse modes, as recently calculated by Rosch and Weis, who presented their computer results in a very instructive form. From these theoretical results it appears worthwhile to devise methods by which the intensity distribution of incoherent phonons propagating in single crystals can be measured in detail or directly imaged.Item Open Access Nonequilibrium phonons(1980) Eisenmenger, WolfgangNonequilibrium phonon experiments with superconducting film tunneling junctions have demonstrated that phonon spectra produced by nonequilibrium quasiparticle distributions are well in accord with the predictions of theory. This is also demonstrated by the successful application of superconducting tunneling junctions for phonon absorption spectroscopy and recently also for phonon emission spectroscopy.Item Open Access Neuartige PVDF-Dünnschichtwandler für Ultraschallmessungen im GHz-Bereich(1985) Ambrosy, Anton; Holdik, Karl; Eisenmenger, WolfgangWegen seines hohen Piezoeffekts wird auch das Pol:ymer Polyvinylidenfluorid (PVDP) als Ultraschallwandler benutzt. Bisher war es jedoch nicht möglich PVDP-Wandler im GHz-Bereich zu verwenden, da für hochfrequente Anwendungen dünnere und ebenere Folien. als sie kommerziell angeboten werden, notwendig sind. Mit der nun folgenden Methode wurden nun erstmals PVDF-Dünnschichtwandler, die noch bei 24 GHz funktionieren, aus der Lösung hergestellt.Item Open Access Satellite phonon absorption lines above the 875 GHz resonance of interstitial oxygen in silicon(1987) Dittrich, Ehrenfried; Scheitler, Wolfgang; Eisenmenger, WolfgangAcoustic phonon spectroscopy with superconducting tunneling junctions as phonon generator and detector revealed a large number of sharp absorption lines between 875 GHz (oxygen resonance) and 1.35 THz for silicon doped with interstitial oxygen (Si:0i). The strength of these lines scales with the square of the oxygen concentration ranging from 1017 to 1018 cm-3. Under mechanical stress the lines show a frequency shift almost identical to the main oxygen resonance at 875 GHz as well as to the also observable isotope resonance. These satellite absorption lines are therefore discussed as 0i–0i neighbour interaction. This is supported by the influence of annealing.Item Open Access Polarization distributions in isotropic, stretched or annealed PVDF films(1988) Bihler, Eckardt; Holdik, Karl; Eisenmenger, WolfgangThe spatial distribution of the polarization in polyvinylidene fluoride (PVDF) films was measured at room temperature with the PPS (piezoelectric pressure step) method. In order to investigate the time development under external fields, a thin insulation polyethylene terephthalate (PET) film covering an evaporated aluminium electrode was inserted between the sample and the measuring electrode. The observed development of inhomogeneous and internal polarization zones is attributed to charge injection and charge trapping at the polarization zone boundaries. The polarization zone develops at a position where the critical field strength for dipole orientation in the crystallites is exceeded by the approach of injected homocharges (or without injection by the depletion of internal homocharges and the excess of heterocharges). The critical field for α-crystallites corresponds to an electric field phase transition at 1.2 MV/cm. The development of central polarization zones in PVDF containing β-crystallites indicates injection of charges with both signs and almost equal mobility. The results indicate that the β-crystallites determine the charge injection rate or the mobility or both.Item Open Access Biological effects and physical characterization of shock waves by an XL-1 experimental lithotripter(1989) Brümmer, Franz; Staudenraus, Joachim; Nesper, Martina; Suhr, Dierk; Eisenmenger, Wolfgang; Hülser, Dieter F.Extracorporeal shock wave lithotripsy (ESWL) has become the clinical standard method for non-invasive disintegration not only of concrements in kidney and urinary tract but also of gallstones. Despite the widespread clinical use of ESWL, the mechanism of stone destruction is not yet really understood, but several possibilities (cavitation, shock wave reflection) are discussed. The final cause of various side effects is still under discussion. Nevertheless, during the last few years much effort was put into possible extensions of ESWL applications On the other hand , physical characterizations of shock waves are rarely reported and combined measurements of biological effects in vitro and physical characterization of the applied shock waves are not available. We, therefore, examined the influence of water temperature and gas content on the shock wave efficency in biological systems and determined several physical characteristics (pressure amplitudes, rise time etc.) of the shock waves under the same experimental conditions.Item Open Access Phononenphysik : Akustik bei Terahertz-Frequenzen(1985) Eisenmenger, WolfgangMechanische oder akustische Schwingungen und Wellen in Flüssigkeiten und Festkörpern sind wie elektromagnetische Wellen quantisiert und man bezeichnet die entsprechenden Energiequanten als akustische Phononen. Für Existenz und Ausbreitung dieser mechanischen Wellen besteht wegen des atomaren Aufbaus der Materie eine obere Frequenzgrenze, die je nach Substanz im Bereich bis etwa 10 THz liegt. Die Akustik bei THz-Frequenzen ist daher eine Erweiterung des Ultraschallbereichs zu den höchstmöglichen Frequenzen und dient der Untersuchung von Wellenausbreitung, Absorption und Streuung im Volumen oder an Grenzflächen von Körpern. Streuung und Absorption werden u.a. durch Resonanzübergänge bei Fremdatomen oder Gitterdefekten, z.B. Versetzungen verursacht. Solche Untersuchungen gehören zur akustischen Absorptionsspektroskopie, wobei die Nachweisempfindlichkeit um einige Größenordnungen höher sein kann als die im vergleichbaren Frequenzbereich liegende Ferninfrarotspektroskopie.Item Open Access Observation of charge compensated polarization zones in Polyvinylidenefluoride (PVDF) by piezoelectrically generated pressure step wave (PPS) response(1982) Eisenmenger, Wolfgang; Haardt, Martin; Holdik, Karl-Item Open Access Formung fokussierter akustischer Druckpulse(1987) Staudenraus, Joachim; Holdik, Karl; Eisenmenger, WolfgangDas Schallfeld eines räumlich begrenzten Strahlers besteht bei Freifeldausbreitung aus einer "direkten geometrischen Welle" und der "Randbeugungswelle" mit entgegengesetztem Vorzeichen. Daher ist die Abstrahlung eines "reinen Überdruckimpulses" stets von einem nachfolgenden Unterdrucksignal begleitet. Aus den Hochpaßeigenschaften eines Strahlers endlicher Dimension folgt ebenso, daß das Zeitintegral von Überdruckpuls und Unterdrucksignal insgesamt verschwindet. Bei medizinisch eingesetzten fokussierenden Druckpulsgeneratoren kann daher z.B. die Amplitude des immer vorhandenen Unterdrucksignals zur Vermeidung von Kavitation und Gewebeschäden durch eine möglichst große zeitliche Dehnung herabgesetzt werden. Die geringste Unterdruckamplitude wird in diesem Sinne durch eine radial quadratisch abfallende Druckanregung in der Fläche des Strahlers sowie durch einen möglichst sägezahnförmigen zeitlichen Druckverlauf mit steiler Front erzielt. Hierzu wurden theoretische und experimentelle Untersuchungen an einem Modellstrahler aus PVDF-Piezofilm sowie einem selbstfokussierenden elektromagnetischen Stoßwellengenerator durchgeführt, wobei über die Resultate an letzterem System im Folgenden berichtet wird.Item Open Access Phonon absorption-spectroscopy in the presence of strong elastic phonon scattering(1986) Mebert, Joachim; Koblinger, Otto; Döttinger, Siegfried; Eisenmenger, WolfgangIn this work we show that in the presence of a strong phonon scattering background absorption structures can only be well resolved by reducing sample thickness to the phonon mean free path. This mean free path can be determined by analyzing the pulse shape of 285 GHz phonons. By reducing sample thickness to the appropriate value of 0,3mm the 21,2 cm -1 crystalline field transition in CaF 2:Er 3+ could be evaluated with the very high resolution of 5 GHz. In experiments performed on a 1mm thick LaF 3 Er 3+ sample we observed an absoption line at 14,2 cm -1 not visible in FIR absorption measurements.