Novel Diode Structures Based on Polar and Non-polar III-Nitride Semiconductors

This work deals with the realization of resonant tunneling diodes based on polar and non-polar gallium nitride for use in very high frequency applications. First, the material properties of gallium nitride and aluminium nitride are discussed. After a brief review of existing theories for the calculation of heterostructures, results of simulations on some proposed structures are presented. The growth and fabrication of several single and dual quantum barrier diode structures using MOCVD and clean room contact lithography are then described. The fabricated diodes were electrically measured and characterised. The results obtained are finally compared with the literature

Resonant pickups for non-destructive single-particle detection in heavy-ion storage rings and first experimental results

In der nuklearen Astrophysik sind Experimente mit hochgeladenen Radionukliden von großer Bedeutung. Diese exotischen Nuklide können in Schwerionenbeschleunigeranlagen hergestellt und in Speicherringen gespeichert werden. Momentan existieren weltweit zwei Anlagen, die solche Experimente ermöglichen: das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt und das Institut für moderne Physik (IMP) in Lanzhou, China. Da die Ausbeute dieser Nuklide gering ist, werden zerstörungsfreie Nachweismethoden in den Speicherringen verwendet. Diese machen von den Methoden der Spektralanalyse Gebrauch. Nicht nur die geringe Ausbeute, sondern auch die kurze Lebensdauer dieser Nuklide stellen hohe Anforderungen an die Sensitivität und Geschwindigkeit dieser Detektoren. Eine übliche Methode ist die Verwendung kapazitiver Schottky-Sonden. Eine solche Sonde ist seit 1991 an der GSI im Speicherring ESR im Einsatz. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, kann man Mikrowellenkavitäten als resonante Pickups verwenden. Die von den Teilchen induzierten elektromagnetischen Felder können resonante Moden im Resonator anregen. Die Geometrie des Pickups und das verwendete Material spielen eine wesentliche Rolle in der Gestaltung der Feldbilder. Die resultierenden Signale, auch Schottky Signale genannt, werden mittels einer Antenne ausgekoppelt und anschliessend an einen Spektrumanalysator angeschlossen. Für die Analyse der gespeicherten Daten können verschiedene Methoden der Spektralschätzung wie z.B. das Multi-Taper angewendet werden. Nachdem eine externe Kalibrierung durchgeführt worden ist, kann das Pickup auch als ein Stromsensor verwendet werden. Diese Arbeit befasst sich mit der Theorie, dem Aufbau und ersten Anwendungen eines neuen resonanten Pickups, das im Jahr 2010 in den Speicherring ESR eingebaut und in mehreren Experimenten erfolgreich eingesetzt wurde. Ein ähnliches Pickup wurde im Jahr 2011 in den CSRe im IMP Lanzhou eingebaut. Einzelne Schwerionen mit 400 MeV pro Nukleon wurden erfolgreich mit dem GSI-Pickup nachgewiesen. Das Pickup wird regelmässig in Speicherringexperimenten eingesetzt. Ähnliche Experimente sind für CSRe in Lanzhou geplant

Hardware and Software Implementation of a Radio Frequency High-Speed Data Conversion Unit for Digital Control Systems

Digital control systems are always preferable where precision and flexibility matter. This thesis describes the construction and implementation of a radio frequency high-speed interface for use in a variety of applications in the heavy ion accelerator facility at GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt, Germany. In this work, the author tries to shed light on some considerations concerning the design of such an interface. Hardware design has been detailed along with problems and achievements during the construction phase. Using the hardware description language VHDL, the author implements and explains the steps needed to build a communication link between the design and the host system. The last chapters portray the outcomes and contemplations for improvements and corrections of the design for the future revisions

Hardware and Software Implementation of a Radio Frequency High-Speed Data Conversion Unit for Digital Control Systems

OnTEAM metadata: GDSID: DOC-2009-Dec-87; Attribute ID: LIBRARY-thesis_ba-2009-002; Title: [GSI Bachelor 2009-02] Hardware and Software Implementation of a Radio Frequency High-Speed Data Conversion Unit for Digital Control Systems [02.10.2006]; Author(s): Sanjari, Mohammad Shahab; Corporate author(s): ; Publication date: 20091210; Creator: manton; Creation date: 10.12.2009 15:10:41; Change date: 30.09.2010 14:57:31; Access: Welt; Attribute type: Text.Thesis.BA; Directory path: ['GSI Publications', 'GSI as Publisher']; Attribute path: ['Infrastructure', 'Library and Documentation', 'thesis_ba', 'Added in 2009']; File name(s): ['DOC-2009-Dec-87-1.pdf']; File title(s): ['']; File access: ['nur berechtigte Gruppen'

iqtools: Collection of code for working with offline complex valued time series data in Python

Collection of code for working with offline complex valued time series data (in-phase and quadrature or IQ Data) with numpy written for Python3

Search for bound-state electron+positron pair decay

The heavy ion storage rings coupled to in-flight radioactive-ion beam facilities, namely the ability to produce and store for extended periods of time radioactive nuclides in high atomic charge states, for the search of yet unobserved decay mode - bound-state electron-positron pair deca

Between atomic and nuclear physics: radioactive decays of highly-charged ions

Highly charged radioactive ions can be stored for extended periods of time in storage rings which allows for precision measurements of their decay modes. The straightforward motivation for performing such studies is that fully ionised nuclei or few-electron ions can be viewed as clean quantum-mechanical systems, in which the interactions of the many electrons can be either excluded or treated precisely. Thus, the influence of the electron shell on the decay probability can be investigated. Another important motivation is stellar nucleosynthesis, which proceeds at high temperatures and the involved atoms are therefore highly ionised. Presented here is a compact review of the relevant experiments conducted at heavy-ion storage rings. Furthermore, we outline the perspectives for future experiments at new-generation storage-ring facilities