Rasterkraftmikroskopie an biologischen Probensystemen, Übergangsmetall-Dichalkogeniden und im Lichtfeld

Das Rasterkraftmikroskop (AFM) ist ein bekanntes Werkzeug, mit dem Proben auf atomaren Skalen untersucht werden können. Ein Ziel dieser Arbeit war es, biologische Proben in physiologischen Umgebungen und mit einer hohen Ortsauflösung abzubilden. Hierzu wurde die Frequenzmodulations-Rasterkraftmikroskopie (FM-AFM) unter Verwendung von steifen qPlus Sensoren und kleinen Schwingungsamplituden angewandt. Um mit dem damit ermöglichten Nicht-Kontakt-Modus biologische Proben zu untersuchen, muss zunächst eine Biokompatibilität der Messumgebung gewährleistet sein. Aus diesem Grund wurde eine Flüssigkeitszelle entwickelt, damit die Proben in wässrigen Umgebungen untersucht werden können. Das Potential des Mikroskops wurde anhand der Abbildung der atomaren Struktur von Muskovit in verschiedenen biologisch-relevanten Flüssigkeiten gezeigt: Wasser, Zellkulturmedium und Pufferlösung. Ferner wurden zum ersten Mal hochaufgelöste Messungen von biologische Proben unter Verwendung eines qPlus Sensors demonstriert. So konnte neben der erfolgreichen Abbildung von DNA und DNA Origami die molekulare Struktur der Lipide innerhalb einer Doppellipidschicht aufgelöst werden. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit die Reaktivität von Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDCs) gegenüber Luftmolekülen untersucht. Die Messungen in dieser Arbeit offenbarten, dass die Oberflächen der Selenide MoSe₂ und WSe₂ an Luft mit Adsorbaten bedeckt sind. Im Gegensatz dazu wiesen die Messungen auf den Oberflächen der Sulfide MoS₂ und WS₂ keinerlei Bedeckung mit Adsorbaten auf. Ferner konnte aus der Spaltung einer Probe in einer reinen Ultrahochvakuum-Umgebung, welche eine saubere Oberfläche zur Folge hatte, gefolgert werden, dass die Adsorbate aus der Luft kommen. Überdies wurde bei allen Proben die atomare Struktur bei den AFM-Messungen an Luft aufgelöst. Zudem wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neuartiges kombiniertes Rastertunnel/Rasterkraftmikroskop (STM/AFM) für die Verwendung an Luft entwickelt. Die bisher an Luft verwendeten Rasterkraftmikroskope basierten auf Mikroskopköpfen, welche für die Verwendung in Ultrahochvakuum-Kammern optimiert waren. Der neue Aufbau unterscheidet sich von den alten Mikroskopen durch einen verbesserten optischen Zugang zu Spitze und Probe, was die Kombination des AFMs mit fokussierender Optik ermöglicht. So kann beispielsweise ein optisches Mikroskop mit hoher numerischer Apertur verwendet werden, um die AFM-Spitze auf kleinen Proben zu positionieren. Des Weiteren kann ein derartiges AFM verwendet werden, um die hohe Ortsauflösung der Rasterkraftmikroskopie mit der zeitlichen Auflösung von ultraschneller Optik zu kombinieren. Abschließend wurde deshalb in dieser Arbeit ein Ausblick auf eine solche Kombination vorgestellt

Characterising light concentrators for CTA and optimising the data selection to improve angular resolution and sensitivity

The Cherenkov Telescope Array (CTA) is the next generation ground-based observatory for gamma-ray astronomy that will reach a performance unprecedented in the field. This thesis focuses on optimising this performance in the core energy range of CTA around 1 TeV. In a first part, the wavelength-dependent angular efficiency of light concentrators for the camera system FlashCam, proposed for the medium size telescopes of CTA, is determined with a dedicated test system. For hexagonal concentrators with three reflective coatings a signal-to-noise ratio enhancement of 2.2 compared to a camera without concentrators is observed. By varying the distance between concentrators and photo-sensors, a fine-adjustment of the angular efficiency increases this ratio by another 3%-5%. In a second part, the angular resolution and the sensitivity of CTA are studied by means of simulations. By optimising different quality selection cuts on telescope data, sensitivity enhancements of 20%-40% compared to the CTA requirements are reached and 30%-40% for the angular resolution. With the optimised cuts, spatially extended emission models of the radio galaxy Centaurus A are investigated and it is found that the optimised angular resolution of CTA allows for different theoretical emission models to be discriminated based on the predicted emission regions

Exploring Economics - die Online-Lernplattform für plurale Ökonomik

Die neue Online-Lernplattform Exploring Economics stellt Theorien und Themen der pluralen Ökonomik vor und bietet eine Alternative zur neoklassischen Lehre an den Universitäten. Die Website gibt Studierenden der VWL, aber auch Nicht-Ökonom_innen die Möglichkeit, sich mit wirtschaftlichen Theorien und Themen auseinanderzusetzen. Eigens entwickelte Konzepte zum Vergleich der Theorieschulen werden in Infografiken vorgestellt, die in der Lehre verwendet werden können. Videos, Texte und Dossiers ermöglichen die kreative Auseinandersetzung mit ökonomischen Themen wie Ungleichheit, Finanzkrise, Geld und Schulden oder Umwelt und Ressourcen. Die Seite wurde von Studierenden und Nachwuchswissenschaftler_innen des Netzwerkes Plurale Ökonomik mithilfe vieler Ehrenamtlicher sowie wissenschaftlicher Gutachter_innen erstellt. Als Open Educational Resource setzt Exploring Economics auf den kostenfreien Zugang zu Materialien, die u.a. im Unterricht weiterverwendet werden können

Joint position error after neck protraction-retraction movements in healthy office workers : a cross-sectional study

Since the upper cervical spine (UCS) has been regarded to be distinct from the lower cervical spine (LCS), joint position error (JPE) needs to be tested separately for both regions. The purpose of this study was to investigate the JPE after cervical protraction/retraction movements, involving opposite movements of extension and flexion for the UCS and LCS. These movements are frequently performed during office work. Cervical JPEs were tracked in thirty healthy office workers while performing four tests of cervical pro-retraction movements with variations in vision and movement direction, and assessed using the Kinect head tracker (Microsoft Corp), placed in front of each participant. The JPE was expressed in constant (CE), absolute (AE) and variable errors (VE). Multilevel linear models evaluated main and interaction effects of vision, movement direction, cervical region and sex. Slightly larger JPEs have been found in the UCS. Vision showed no effect on any outcome variable. No effect exceeded typical measurement errors reported for the Kinect head tracker. This study showed, that JPEs after pro-retraction movements of the head and neck may differ for UCS and LCS. The differences were small and not beyond measurement error reported for the Kinect

Biaxial atomically resolved force microscopy based on a qPlus sensor operated simultaneously in the first flexural and length extensional modes

Frequency-modulation atomic force microscopy (AFM) with a qPlus sensor allows one to atomically resolve surfaces in a variety of environments ranging from low-temperature in ultra-high vacuum to ambient and liquid conditions. Typically, the tip is driven to oscillate vertically, giving a measure of the vertical force component. However, for many systems, the lateral force component provides valuable information about the sample. Measuring lateral and vertical force components simultaneously by oscillating vertically and laterally has so far only been demonstrated with relatively soft silicon cantilevers and optical detection. Here, we show that the qPlus sensor can be used in a biaxial mode with electrical detection by making use of the first flexural mode and the length extensional mode. We describe the necessary electrode configuration as well as the electrical detection circuit and compare the length extensional mode to the needle sensor. Finally, we show atomic resolution in ambient conditions of a mica surface and in ultra-high vacuum of a silicon surface. In addition to this, we show how any qPlus AFM setup can be modified to work as a biaxial sensor, allowing two independent force components to be recorded

Performance Verification of the FlashCam Prototype Camera for the Cherenkov Telescope Array

The Cherenkov Telescope Array (CTA) is a future gamma-ray observatory that is planned to significantly improve upon the sensitivity and precision of the current generation of Cherenkov telescopes. The observatory will consist of several dozens of telescopes with different sizes and equipped with different types of cameras. Of these, the FlashCam camera system is the first to implement a fully digital signal processing chain which allows for a traceable, configurable trigger scheme and flexible signal reconstruction. As of autumn 2016, a prototype FlashCam camera for the medium-sized telescopes of CTA nears completion. First results of the ongoing system tests demonstrate that the signal chain and the readout system surpass CTA requirements. The stability of the system is shown using long-term temperature cycling.Comment: 5 pages, 13 figures, Proceedings of the 9th International Workshop on Ring Imaging Cherenkov Detectors (RICH 2016), Lake Bled, Sloveni

Zur Casuistik der Allantiasis

von H. PürckhauerAus: Ärztliches Intelligenz-Blat