Ab-initio Untersuchungen von Hetero- und Nanostrukturen ionischer Materialien

Die Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien ist eine vielversprechende Methode zur Herstellung von Materialsystemen in bisher unzugänglichen Frequenzbereichen und hoher optischer Ausbeute. Insbesondere nulldimensionale Systeme, sogenannte Quantenpunkte (QD), die sich wie große Moleküle verhalten, spielen dabei in letzter Zeit eine herausragende Rolle. In der vorliegenden Arbeit werden mittels parameterfreier (ab-initio) Pseudopotential-rechnungen im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie Hetero- und Nanostrukturen ionischer Materialien untersucht. Als prototypisches Modellsystem wird dabei die Kombination von PbTe und CdTe verwendet. Dabei haben wir zur Beschreibung polarer Grenzflächen vier verschiedene Superzellen-Modelle entwickelt welche eine Behandlung von internen elektrostatischen Feldern erlauben. Die von uns vorhergesagten Grenzflächengeometrien werden nicht nur qualitativ sondern auch quantitativ von experimentellen Untersuchungen bestätigt. Die elektronischen Eigenschaften und im Besonderen die Grenzflächenbandstrukturen weisen eine starke Abhängigkeit von der Behandlung der internen elektrischen Felder auf. Die Vor- und Nachteile der verwendeten Modelle werden deshalb ausführlich diskutiert. Im Fall kolloidaler QDs kann eine nahezu ungestörte Steinsalzstruktur festgestellt werden. Alle untersuchten Systeme weisen sehr ähnliche elektronische Eigenschaften auf. So beobachtet man, im Gegensatz zur üblicherweise in der Literatur verwendeten D-2 Proportionalität, eine D-0.5 Abhängigkeit der Bandlücke vom Quantenpunktdurchmesser D. Die energetisch stabilsten in CdTe eingebetteten PbTe QDs besitzen eine rhombo-kubo-oktaedrische Form. Es ergibt sich dabei eine Dominanz der Kation-terminierten Grenzflächen auf der [-1-1-1] Halbkugel, während auf der [111] Halbkugel hauptsächlich Anion-terminierte Grenzflächen vorkommen. Dies führt zur Herausbildung eines elektrischen Feldes entlang der [111] Achse und somit zu einen Quantum-Confined-Stark-Effekt

Evaluation der Lage zentralvenöser Katheter bei spontan atmenden Patienten

In der modernen Medizin haben sich zentrale Venenkatheter als unverzichtbarer Bestandteil erwiesen. Ihre Anlage mittels Seldinger – Technik hat sich als Routineverfahren etabliert und von diversen Möglichkeiten zur Kontrolle der korrekten Lage hat sich - in Deutschland - die EKG vermittelte Anlage gegenüber der postoperativen Röntgen – Thorax – Kontrollaufnahme weitgehend durchgesetzt. Bei zuvor durchgeführten Arbeiten war unter Patienten der Intensivstation des Universitätsklinikums Jena auf den Röntgen – Thorax – Bildern bei linksseitigen Punktionen eine erhöhte Inzidenz von kritischen Winkeln zur lateralen Wand der Vena cava superior festgestellt worden. Alle Patienten dieser Studie waren bis auf Ausnahmen beatmet. Ein negativer Einfluss der Beatmung auf das Fehllagerisiko konnte somit nicht ausgeschlossen werden. Deshalb wurde eine retrospektive, randomisierte Studie an 193 onkologischen Patienten, welche den ZVK im Rahmen ihrer Chemotherapie bekommen haben, durchgeführt, um das Fehllagerisiko von zentralen Venenkathetern bei spontan atmenden Patienten evaluieren zu können. Dabei wurde bei 73 Patienten rechts- und bei 120 Patienten linksseitig punktiert. Gerade bei onkologischen, zum Teil schon voroperierten Patienten, die mehrfach nacheinander im Abstand von vier Wochen eine Chemotherapie bekommen, sollte man zur Schonung des rechten Gefäßes auch die Vena jugularis interna sinistra punktieren. Dass dies auf Grund der anatomischen Verhältnisse – zwei rechtwinklige Kurven im Gefäßverlauf – kein unermesslich großes Risiko für Fehlpositionierungen birgt, bestätigen die von uns durch Präzisierung der Anlagetechnik erzielten Ergebnisse bei den nicht beatmeten Patienten. So kam es insgesamt lediglich bei 15 Patienten - 8 % - nach linksseitiger Punktion zu einem Winkel von mehr als 40° zwischen Katheterspitze und Wand der Vena cava superior. Hervorzuheben ist auch, dass erstmals mit dem rechten tracheobronchiale Winkel bei nicht beatmeten Patienten gearbeitet wurde. Das Problem der Kathetermigration zum Beispiel aufgrund von Armbewegungen, Lageveränderung des Patienten oder Atemexkursion scheint sich im Rahmen dieser Arbeit ebenso zu bestätigen wie die Tendenz erhöhter Komplikationsraten bei Patienten mit einem krankhaft erhöhten oder erniedrigten BMI. Die Vermutung anhand der freien Aspirierbarkeit von Blut über alle ZVK – Lumina einen Rückschluss auf die korrekte Lage des ZVK ziehen zu können, traf jedoch nicht zufriedenstellend zu und bietet einen weiteren Forschungsansatz

GaAs:Mn nanowires grown by molecular beam epitaxy of (Ga,Mn)As at MnAs segregation conditions

GaAs:Mn nanowires were obtained on GaAs(001) and GaAs(111)B substrates by molecular beam epitaxial growth of (Ga,Mn)As at conditions leading to MnAs phase separation. Their density is proportional to the density of catalyzing MnAs nanoislands, which can be controlled by the Mn flux and/or the substrate temperature. Being rooted in the ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As, the nanowires combine one-dimensional properties with the magnetic properties of (Ga,Mn)As and provide natural, self assembled structures for nanospintronics.Comment: 13 pages, 6 figure