10. Interuniversitäres Doktorandenseminar Wirtschaftsinformatik Juli 2009

Begonnen im Jahr 2000, ist das Interuniversitäre Wirtschaftsinformatik-Doktorandenseminar mittlerweile zu einer schönen Tradition geworden. Zunächst unter Beteiligung der Universitäten Leipzig und Halle-Wittenberg gestartet. Seit 2003 wird das Seminar zusammen mit der Jenaer Universität durchgeführt, in diesem Jahr sind erstmals auch die Technische Universität Dresden und die TU Bergakademie Freiberg dabei. Ziel der Interuniversitären Doktorandenseminare ist der über die eigenen Institutsgrenzen hinausgehende Gedankenaustausch zu aktuellen, in Promotionsprojekten behandelten Forschungsthemen. Indem der Schwerpunkt der Vorträge auch auf das Forschungsdesign gelegt wird, bietet sich allen Doktoranden die Möglichkeit, bereits in einer frühen Phase ihrer Arbeit wichtige Hinweise und Anregungen aus einem breiten Hörerspektrum zu bekommen. In den vorliegenden Research Papers sind elf Beiträge zum diesjährigen Doktorandenseminar in Jena enthalten. Sie stecken ein weites Feld ab - vom Data Mining und Wissensmanagement über die Unterstützung von Prozessen in Unternehmen bis hin zur RFID-Technologie. Die Wirtschaftsinformatik als typische Bindestrich-Informatik hat den Ruf einer thematischen Breite. Die Dissertationsprojekte aus fünf Universitäten belegen dies eindrucksvoll.

Grundlegende Entwicklungen und Untersuchungen zur Mikro- und Nanostrukturierung durch Direct Laser Writing in Nanopositionier- und Nanomessmaschinen

In dieser Arbeit werden Entwicklungen und Untersuchungen zum Direct Laser Writing, einem maskenlosen lithografischen Bearbeitungsprozess, vorgestellt. Diese hochauflösende lasergestützte Strukturierungstechnik wird mit einer am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik entwickelten Nanopositionier- und Nanomessmaschine kombiniert, die sich durch eine extrem hohe Ortsauflösung über einen sehr großen Arbeitsbereich auszeichnet. Durch die synergetische Verbindung des lithografischen Verfahrens mit der hochpräzisen Nano-Koordinatenmessmaschine, wird deren Anwendungsbereich vom präzisen Positionieren und Messen um das Strukturieren zunächst auf planaren und später auch auf gekrümmten Oberflächen, erweitert. Dabei steht das Erreichen geringster lithografisch erzeugter Strukturbreiten in der Größe beugungsbegrenzender Limitationen im Vordergrund der Arbeit. Für die Einkopplung des Lithografielasers wird der Aufbau eines optischen Nanosensors verwendet. Die Sensorik dient der Antastung der Strukturierungsfläche und richtet die Probe auf wenige Nanometer genau zum Bearbeitungslaser aus. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass der bisher verwendete Fokussensor für diese Zwecke nicht gut geeignet ist. Aus diesem Grund widmet sich die Arbeit zusätzlich der Entwicklung eines neuen, differentiellen, chromatisch konfokalen und fasergekoppelten Abstandssensors, von der Konzeptfindung bis hin zur Inbetriebnahme. Die messtechnischen Untersuchungen des neuen Sensors zeigen, dass eine laterale Auflösung von < 2 [my]m und eine axiale Auflösung von < 1 nm erreicht werden kann. Die Standardabweichung beträgt dabei weniger als 5 nm. Das Basiskonzept des Messsystems wird im Verlauf der Arbeit dahingehend entwickelt, eine hochpräzise lithografische Applikation zu ermöglichen. Durch die systematische Verbesserung der lithografischen Prozessparameter ist es in Kombination mit dem neuen Messsystem möglich, Strukturbreiten von 600 nm und darunter zu erzeugen. In Zukunft soll der neue Sensor auch zur Strukturierung von Linsen, Freiformen und Asphären genutzt werden. Erste Untersuchungen dazu zeigen eine Neigungsabhängigkeit optischer Sensoren, die zu systematischen Messabweichungen und erhöhten lithografischen Strukturbreiten führen. Um die Grundlage lithografischer Anwendungen auf geneigten Oberflächen zu schaffen, werden verschiedene Ansätze zur Kompensation vorgestellt. Basierend auf den grundlegenden Untersuchungen und Erkenntnissen wird eine Reihe von Vorschlägen entwickelt, die in weiterführenden Arbeiten das Messsystem, den Direct Laser Writing-Prozess sowie die Anwendbarkeit dieser Technik auf gekrümmten Oberflächen verbessert.This thesis presents developments and investigations concerning Direct Laser Writing, a maskless lithographic process. This high-resolution, laser-based structuring technique is combined with a nanopositioning and nanomeasuring machine developed at the Institute for process measurement and sensor technology, which achieves an extremely high spatial resolution within a very large working range. The synergetic combination of the lithographic process and the high-precision nano-coordinate measuring machine expands its field of application from precise positioning and measuring to structuring, initially on planar surfaces, later also on curved surfaces. The main focus of this thesis is to realize smallest lithographically produced structure widths in the size of diffraction-limited restrictions. The setup of an optical nanosensor is used for the coupling of the lithographic laser. The sensor is used to detect the structuring surface and to align the sample to the processing laser with an accuracy of a few nanometers. Earlier investigations have already shown that the currently used focus sensor is not well suited for these purposes. Therefore, this thesis is additionally aimed at the development of a new differential, chromatic confocal and fiber-coupled distance sensor, from conception to implementation. The metrological investigations of the new sensor show that a lateral resolution of < 2 µm and an axial resolution of < 1 nm can be achieved. The standard deviation is less than 5 nm. The basic concept of the measuring system will be developed to enable a high-precision lithographic application. Due to the systematic improvement of the lithographic process parameters, it is possible to produce structure widths of 600 nm and less in combination with the new measuring system. In the future, the new sensor will also be used for the structuring of lenses, free-forms and aspheres. First investigations show a tilt dependence of optical sensors, leading to systematic measurement errors and increased lithographic structure widths. Different approaches for compensating this error are presented in order to create the fundamentals for lithographic applications on tilted surfaces. Based on the fundamental investigations and results, a series of proposals will be developed, which will improve the measuring system, the Direct Laser Writing process and the applicability of this technique on curved surfaces in further research

Influence of Complexing Additives on the Reversible Deposition/Dissolution of Magnesium in an Ionic Liquid

Aiming at a fundamental understanding of the synergistic effects of different additives on the electrochemical Mg deposition/dissolution in an ionic liquid, we have systematically investigated these processes in a combined electrochemical and theoretical study, using 1‐butyl‐1‐methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide (BMP‐TFSI) as the solvent and a cyclic ether (18‐crown‐6) and magnesium borohydride as additives. Both crown ether and BH4− improve Mg deposition, its reversibility, and cycling stability. The combined presence of both additives and their concentration relative to that of Mg$^{2+}$ are decisive for more facile and reversible Mg deposition/dissolution. These results and those of quantum chemical calculations indicate that 18‐crown‐6 can partly displace TFSI− from its direct coordination to Mg$^{2+}$. Furthermore, the interaction between Mg$^{2+}$ and directly coordinated TFSI− is weakened by coordination with 18‐crown‐6, preventing its Mg$^{+}$‐induced decomposition. Finally, Mg deposition is improved by the weaker overall coordination upon Mg$^{2+}$ reduction to Mg$^{+}$

Activity coefficients of binary methanol alcohol mixtures from cluster weighting

The hydrogen bond network of different small alcohols is investigated via cluster analysis. Methanol/alcohol mixtures are studied with increasing chain length and branching of the molecule. Those changes can play an important role in different fields, including solvent and metal extraction. The extended tight binding method GFN2-xTB allows the evaluation and geometry optimization of thousands of clusters built via a genetic algorithm. Interaction energies and geometries are evaluated and discussed for the neat systems. Thermodynamic properties, such as vaporization enthalpies and activity coefficients, are calculated with the binary quantum cluster equilibrium (bQCE) approach using our in-house code Peacemaker 2.8. Combined distribution functions of the distances against the angles of the hydrogen bonds are evaluated for neat and mixed clusters and weighted by the equilibrium populations achieved from bQCE calculations

Diseño e implementación de un sistema de medida de parámetros meteorológicos y eléctricos de módulos fotovoltaicos en una instalación exterior.

A lo largo del presente PFC realizado en SWIN, Solar World Innovations GmbH, se ha propuesto, diseñado, implementado y evaluado un sistema de medición, recogida y evaluación de datos de carácter eléctrico, térmico y meteorológico para una instalación fotovoltaica exterior. El PFC se puede separar en dos partes, dedicadas a la realización de cada uno de los sistemas de los que consta la instalación, el de medición y recogida de datos, y el de evaluación de los mismos. El desarrollo de la primera parte ha estado dedicado plenamente al diseño e implementación de un sistema de medición y recogida de datos. Esta primera etapa comenzó con la búsqueda de documentación relacionada con el tema, posteriormente la búsqueda de los aparatos necesarios para el sistema, que se compone de una completa estación meteorológica, un armario eléctrico que acoge principalmente un trazador de línea IV, un multiplexor, un datalogger y un PC industrial, y los diversos aparatos distribuidos por distintos puntos de la instalación. Una vez determinados los aparatos, se planificó la distribución de los mismos en el espacio de la instalación. Llegados a este punto se tomó contacto con los diversos proveedores, con el fin de maximizar las condiciones del sistema, dado nuestro presupuesto, es decir obtener la mejor oferta. Una vez acordado el pedido y después del tiempo de suministro se procedió a la instalación de todo el sistema. Los meses necesarios para la espera de los aparatos, fueron utilizados para la realización del segundo sistema, el de evaluación. Éste consiste principalmente en un conjunto de interfaces gráficas programadas con la herramienta matemática MATLAB. Este conjunto de interfaces compone un programa que pretende facilitar al usuario la evaluación de todo tipo de datos relacionados con el estudio fotovoltaico, uno de los puntos fuertes de esta programación es que los datos pueden provenir tanto de fuentes conocidas como desconocidas. El usuario se verá guiado por un sencillo e intuitivo programa que le permitirá evaluar tanto conjuntos de módulos como módulos aislados, posibilitará el análisis de las distintas curvas características, pudiendo compararlas y trabajar con ellas. Pero además, permite analizar todos los parámetros eléctricos y térmicos que caracterizan a un módulo fotovoltaico, posibilitando a través de las gráficas la observación de tendencias y comparaciones entre módulos. Por último y como complemento al sistema de recogida de datos meteorológicos, permite el establecimiento de interrelaciones a través de las distintas representaciones entre condiciones meteorológicas y parámetros de funcionamiento de los módulos. Todo esto posibilita finalmente una completa y exacta herramienta para el estudio en profundidad de cada uno de los parámetros de los módulos fotovoltaicos, que permancera operativa indefinidamente en Solar World Innovations GmbH

Reduzierte Bodenbearbeitung, Zwischenfrüchte und Transfermulch für einen bodenregenerierenden Anbau

Spezialisierung, Intensivierung und Ökonomisierung erschweren Bodenstrukturverbesserung und den Pflanzenschutz im ökologischen Landbau. Um die nachhaltigen Ziele des Ökolandbaus zu erreichen muss parallel eine ökologische Intensivierung stattfinden. Durch Zwischenfrüchte, reduzierter Bodenbearbeitung und Mulch aus Gründüngern soll der Bodenzustand während des Anbaus verbessert, Erosion vermieden und der Pflanzenschutzaufwand verringert werden, für einen resilienten Anbau. In dem Workshop werden Akteure aus Praxis, Beratung und Wissenschaft ihre Erkenntnisse zum bodenschonenden Anbau zusammenfassen. In Arbeitsgruppen werden Fragen der Umsetzung, Herausforderungen und einer Vernetzung erörtert. Die abschließende Diskussion bietet Raum um offene Fragen und Wiedersprüche zu debattieren

Technikgenese in partizipativen Prozessen – Perspektiven einer neuen Forschungs- und Technologiepolitik

Weyer J, Schmidt J, Kirchner U. Technikgenese in partizipativen Prozessen – Perspektiven einer neuen Forschungs- und Technologiepolitik . In: Sahner H, Schwendtner S, eds. Gesellschaften im Umbruch. 27. Kongreß der Deutschen Gesellschaft für Soziologie in Halle an der Saale. Kongreßband II: Berichte aus den Sektionen und Arbeitsgruppen. Opladen: Westdeutscher Verlag; 1995: 629-633