Videotraining in der betrieblichen Ausbildung . Ein Beitrag zum Aufbau eines entwicklungsoffenen beruflichen Selbstbildes?

Globalisierung, Wissensexplosion, technologischer und struktureller Wandel begründen seit einigen Jahren nachhaltig die Notwendigkeit zum Lebenslangen Lernen. In Schule und Seminar erworbene Erfahrungs- und Wissensbestände reichen allein nicht aus, um allen Anforderungen moderner Arbeitssituationen flexibel begegnen zu können. Arbeitsprozessintegriertes Lernen ist aber aufgrund der fehlenden direkten didaktischen Unterstützung besonders darauf angewiesen, dass Berufstätige in der Lage sind, Informationen über die eigene Person im Arbeitsprozess wahrzunehmen, kritisch zu reflektieren und wenn notwendig, Maßnahmen zur Anpassung der eigenen beruflichen Handlungsfähigkeit zu ergreifen. Vor diesem Hintergrund rücken Förderungsmöglichkeiten der Fähigkeit zum Aufbau und Erhalt entwicklungsoffener beruflicher Selbstbilder in den Fokus betriebspädagogischer Bildungsbemühungen. Video-Training ist eine Methode für selbstreflexives, auf Selbsterfahrung und -entwicklung zielendes eigenverantwortliches Lernen. Die Methode scheint prädestiniert zu sein, um die reflexive Verbindung von Erfahrungs- und Theoriewissen zu ermöglichen und damit nachhaltig die Fähigkeit der Teilnehmer zur Nutzung arbeitsprozessintegrierter Lerngelegenheiten zu verbessern. Die tatsächlichen Wirkungen von Videotrainings, z.B. der potentielle Beitrag zum Selbstbildaufbau und die daraus resultierenden Entwicklungsinitiationen, waren bisher nur wenig erforscht. Diesem Untersuchungsfeld widmet sich der methodische Teil: Vorgestellt werden Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitung einer videounterstützten Kundenkontaktschulung für Auszubildenden zur Automobilkauffrau/zum Automobilkaufmann. Durchgeführt wurde eine Längsschnittanalyse der einzelnen Stufen der Kundenkontaktschulung. Mittels vornehmlich sprachanalytischer Auswertungsverfahren werden Aussagen über Entwicklungsinitiations- und Selbstbildexplorationspotentiale der Kundenkontaktschulung abgeleitet. Im Rahmen des theoretischen Zugriffs stellt die Autorin zentrale Ergebnisse der Selbstkonzept- und Handlungsforschung zusammen und diskutiert deren Relevanz für die didaktische Theoriebildung

Magnetic biosensors: modelling and simulation

In the past few years, magnetoelectronics has emerged as a promising new platform technology in various biosensors for detection, identification, localisation and manipulation of a wide spectrum of biological, physical and chemical agents. The methods are based on the exposure of the magnetic field of a magnetically labelled biomolecule interacting with a complementary biomolecule bound to a magnetic field sensor. This Review presents various schemes of magnetic biosensor techniques from both simulation and modelling as well as analytical and numerical analysis points of view, and the performance variations under magnetic fields at steady and nonstationary states. This is followed by magnetic sensors modelling and simulations using advanced Multiphysics modelling software (e.g. Finite Element Method (FEM) etc.) and home-made developed tools. Furthermore, outlook and future directions of modelling and simulations of magnetic biosensors in different technologies and materials are critically discussed

Magnetkraftmikroskopie an polykristallinen und epitaktischen Nanomagneten

Die Magnetkraftmikroskopie (MFM) wurde in der vorliegenden Arbeit zur Untersuchung ausgewählter ferromagnetischer Nanostrukturen eingesetzt. Hergestellt wurden diese Nanomagnete aus hochwertigen polykristallinen Permalloy- und Cobalt-Schichten sowie aus epitaktisch auf GaAs gewachsenen Eisen-Filmen. Den experimentellen Ergebnissen wurden mikromagnetische Simulationen gegenübergestellt, die einen Einblick in verschiedene Details des magnetischen Verhaltens gewährten. In 50 nm dicken Permalloy-Kreisscheiben konnte stets ein remanenter in-plane-Vortex nachgewiesen werden. Um im Zentrum dieser Konfiguration eine divergierende Austauschenergie zu vermeiden, dreht dort die Magnetisierung aus der Ebene heraus. Diese senkrechte Komponente konnte hier erstmals experimentell nachgewiesen werden. Untersuchungen zur in-plane-Ummagnetisierung zeigen, wie der Vortex abhängig vom Umlaufsinn senkrecht zum Feld ausweicht und bei ausreichender Feldstärke aus dem Element gedrängt wird. Sowohl die Verschiebung des Vortexkerns als auch das Annihilationsfeld unterschiedlich großer Scheiben wurden systematisch ausgewertet und konnten im Detail erklärt werden. Die Nukleation des Vortex bei einer Absenkung des externen Feldes kann über unterschiedliche Modi erfolgen. Hier wurde erstmals die nur in dickeren Scheiben vorkommende Ummagnetisierung über eine Doppel-Vortex-Konfiguration beobachtet, die in Cobalt-Scheiben auch in Remanenz auftrat. Der senkrechte Vortexkern konnte mit einem out-of-plane-Feld gezielt, und ohne den Umlaufsinn der in-plane-Magnetisierung zu beeinflussen, umgeschaltet werden. Eine Simulation offenbart, dass diese Richtungsumkehr über die Bildung eines Blochpunkts abläuft. In den kleinsten, nur 4 nm dicken Scheiben mit einem Durchmesser von 200 nm konnte im MFM die kohärente Rotation eines Single-Domain-Zustands beobachtet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmals umfangreiche Untersuchungen zu epitaktischen Eisen-Strukturen auf GaAs durchgeführt, wobei zwei unterschiedliche Kristallorientierungen verwendet wurden: - Dabei weisen die untersuchten 34 nm dicken Fe(110)-Elemente auf GaAs(110) eine intrinsische uniaxiale Anisotropie auf. Die Beobachtung der Konfigurationen von Scheiben und schmalen Rechtecken nach Entmagnetisierung oder Sättigung entlang der leichten oder schweren Achse offenbarte eine Vielzahl von Magnetisierungskonfigurationen. Dabei zeigen die von der Streufeldenergie dominierten kleine Elemente nur geringe Abweichungen von den Konfigurationen, die in weichmagnetischen Elementen zu erwarten wären. In großen Scheiben dagegen kann durch die intrinsische Anisotropie sogar ein nahezu eindomäniger Zustand stabil sein. - Bei den Fe(001)-Schichten auf GaAs(001) standen unterschiedliche Dicken zwischen 2,5 nm und 40 nm zur Verfügung. Bei den dickeren Schichten liegt eine vierzählige Anisotropie vor, die nach einem Reorientierungsübergang bei 20 ML in eine uniaxiale Anisotropie übergeht. In den dickeren Scheiben zeigten sich vortexähnliche Vierdomänen-Zustände, die ab einer Dicke von 7,5 nm von S- und C-Konfigurationen abgelöst wurden. Die 2,5 nm dicken Elemente mit der uniaxialen Anisotropie zeigten einen Single-Domain-Zustand. Diese Eindomänigkeit der dünnsten Elemente ist extrem stabil und unabhängig von der Form und der magnetischen Vorgeschichte

Switching behavior of vortex structures in nanodisks

This work presents an experimental investigation of the switching behavior of single Co- and permalloy (Py) nanodisks employing magnetic force microscopy (MFM) and micro Hall magnetometry. We used both methods to study the magnetization reversal of individual disks with diameters between 200 nm and 2 ìm and thicknesses between 5 nm and 60 nm with a magnetic vortex phase. It is shown, that the helicity of the vortex (clockwise or counterclockwise) is independent of the direction of the normal component in the center, and vice versa. By an externally applied field it is possible to switch the direction of the central out of plane component selectivel

Transition of magnetocrystalline anisotropy and domain structure in epitaxial Fe(001) nanomagnets

We studied the interaction between magnetic vortices and artificial point defects by using micro-Hall magnetometry. Disk-shaped Permalloy particles with diameters between 300 and 800 nm and thicknesses from 20 to 60 nm, which contain a single lithographically defined defect, were examined. Magnetization reversal curves were measured for different in-plane directions of the applied field. The data indicate that the magnetic vortex structure can be pinned at the point defect

Magnetic domains in epitaxial nanomagnets with uniaxial of fourfold crystal anisotropy

In order to prepare submicron sized particles with strong magnetocrystalline anisotropies high quality epitaxial bcc-Fe films were grown on GaAs(110) and GaAs(001) by molecular beam epitaxy. Whereas Fe(110) on GaAs(110) is a model system with uniaxial in-plane anisotropy, Fe(001) on GaAs(001) has a strong fourfold anisotropy for films thicker than ${\approx}$5 nm. Various shapes like circular, square, or rectangular elements with sizes from 200 nm up to 6 µm were fabricated by electron beam lithography and ion beam etching. The remanent states after saturation along different directions or ac demagnetization along the easy axis were examined by using magnetic force microscopy. The experimental results clearly reflect the interplay of the different magnetocrystalline and shape anisotropies depending on the different magnetic histories

Electrodeposition of NiFe and Fe nanopilars

Electron beam lithography combined with electrodeposition was used to fabricate arrays of NiFe and Fe nanomagnets with high aspect ratios (height/diameter). MFM- measurements show the single domain behavior of the NiFe-pillars, which have an easy axis parallel to their long axis. AGM- measurements carried out on large NiFe- arrays clearly show the increasing importance of interaction effects with decreasing periodicity. On top of overgrown Fe-pillars a nanocrystalline structure can be observe

Magnetisation Pattern of Ferromagnetic Nano-Discs

We explore the magnetization pattern of Co and permalloy disks with diameters between 80 nm and 1 µm by using two complementary experimental techniques: Lorentz microscopy and magnetic force microscopy (MFM). By means of Lorentz microscopy we show that the dominating magnetization pattern of the disks is a vortex structure with closed flux lines in the plane of the disks. Complementary MFM measurements demonstrate that the magnetization in the center of the disks is tilted out of the plane of the disk. The experimental findings closely agree with corresponding micromagnetic calculations

Vortex nucleation in sub-micrometer ferromagnetic disks

We investigate both experimentally and by means of micromagnetic calculations magnetic states preceding vortex formation in permalloy nanodisks. In experiment, we used micro-Hall sensors fabricated from GaAs/AlGaAs heterojunction material to measure stray field hysteresis loops of individual disks. Micromagnetic calculations involving different micromagnetic codes allowed us to interpret the experimental results. Both calculations and experiments suggest that vortex formation can be reached via different precursor states

Planar Hall sensors for micro-Hall magnetometry

In this work we present a new method to fabricate planar Hall sensors from GaAs–AlGaAs heterojunctions, which can be used to examine the local stray field at a specific section of a micron-sized magnet. Instead of mesa etching we implanted oxygen ions with an energy of 1.5 keV which deplete the two-dimensional electron gas underneath the exposed areas but leave the wafer flat. Planar double Hall cross devices were employed to investigate 30 nm thick electroplated Ni rings with outer and inner diameters ranging from 1.2 to 2 µm and from 0.3 to 1.6 µm, respectively. By comparing the signals from both Hall crosses of the sensor, we can distinguish between local stray field variations and changes of the global magnetization pattern. A hysteresis loop measured at a temperature of 110 K suggests that magnetization reversal occurs via a magnetic vortex structure