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Jahresbericht 2005 - Universität Bayreuth Rechenzentrum (2006)

Universität Bayreuth Rechenzentrum Jahresbericht des Rechenzentrums

The one-dimensional spin-1/2 ANNNI model in non-commuting magnetic fields (2006)

Adekunle Moses Adegoke

In this thesis we have investigated the one-dimensional spin-1/2 Axial Next Nearest Neighbour Ising (ANNNI) model in non-commuting magnetic fields. As a starting point we obtained an estimate of the phase diagram of the model by treating the spins as classical vectors. This was followed by an investigation of the zero temperature ground state of the one-dimensional spin-1/2 ANNNI model in a longitudinal magnetic field. By using the symmetries of the Hamiltonian, we were able to diagonalize the longitudinal ANNNI model exactly. We found that there are four different possible ground state configurations for the longitudinal ANNNI model, in the thermodynamic limit. Rayleigh Schroedinger perturbation series for the ground state energy of the ANNNI model in non-commuting fields were then developed in each of the four ordered regions. Order parameters and the associated susceptibilities as well as specific heats were calculated. By application of the finite-size scaling technique it was possible to obtain the phase boundaries of the model numerically. For certain limits of the full Hamiltonian we compared the obtained results with the existing literature and we got good agreement.

The Dynamics of Molecular Glasses Studied by Light Scattering (2006)

Sergei Adichtchev

The present work is devoted to studying the dynamics in molecular glass formers applying the light-scattering (LS) technique, in particular tandem Fabry-Perot interferometry which allows to cover the frequency range from 0.3 GHz to 1000 GHz. Chapters 4 to 7 each present, in a self-contained way, different aspects of the dynamics, as summarized below. In Chapter 4, the results of the study of the molecular glass formers 2-picoline and m-tricresyl phosphate are presented. The LS spectra are analyzed in the frame of the Mode Coupling Theory (MCT). At high temperatures the evolution of the susceptibility minimum is well described by MCT. Below the critical temperature Tc, the asymptotic scaling laws of MCT fail due to the appearance of the excess wing of the alpha-process, which shows a universal evolution as a function of relaxation time, as was demonstrated by dielectric spectroscopy. A phenomenological approach, which allows to separate slow (alpha-process) and fast relaxation processes in the LS spectra is developed. Applying this approach, the temperature dependence of the non-ergodicity parameter f is obtained. The anomaly of f as well as a crossover to "white noise" of the fast dynamics spectra is found. In Chapter 5, the most extensive dielectric data of glycerol compiled by Lunkenheimer et al. [Contemp. Phys. 41, 15 (2000)] are reanalyzed. In contrast to the analysis of Lunkenheimer et al., the normalized susceptibility spectra, i.e, the dielectric loss data normalized by the static susceptibility, including the high temperature data, are analyzed. For this purpose a phenomenological approach, which describes the whole dielectric spectrum including the alpha-peak, its high frequency wing, and fast dynamics, is applied. The crossover temperature extracted from the phenomenological analysis and defined by the emergence of the high frequency wing upon cooling agrees well with the critical temperature extracted from the MCT analysis. The crossover temperature Tc=288 is significantly higher than reported before. Extracting the non-ergodicity parameter f, the characteristic anomaly similar to the one of 2-picoline and m-TCP discussed in Chapter 4, is found. In Chapter 6, the study of the fast relaxation below Tg in the molecular glasses 2-picoline, m-TCP, o-terphenyl (OTP), as well as in ethanol is presented. In addition to the boson peak, the depolarized LS spectra reveal quasi-elastic contributions that we attribute to i) the nearly constant loss (NCL) in the frequency range below 10 GHz and ii) a power law contribution with positive exponent alpha at higher frequencies. In the majority of glasses the latter may be attributed to thermally activated dynamics in asymmetric double well potentials (ADWP), as was previously found for the DLS spectra in silica. Following the Gilroy-Phillips model, the exponent alpha shows a master curve as a function of T /Vo for the various glasses where Vo specifies the width of the exponential distribution of barriers g(V), i.e., g(V) is propotional to the exp(-V/Vo). In Chapter 7, the investigation of the fast relaxation processes in the structural glass (T<Tg) and in the glassy crystal phase of ethanol, as well as in cyano cyclohexane, is presented. Depolarized and polarized LS spectra including the Brillouin lines were measured. It was found that depolarized, polarized LS and internal friction data exhibit fairly similar behavior, and thus reflect the same relaxations. The DLS spectra were described by assuming that the NCL contribution dominates below a few tens GHz, while the fast relaxational dynamics dominates at higher frequencies.

Performance Evaluation - Annual Report Year 2 (2006)

Oscar Ardaiz Michele Catalano Pablo Chacin Isaac Chao Juan Carlos Cruellas Felix Freitag Manuel Medina Leandro Navarro Miguel Valero Liviu Joita Omer F. Rana Björn Schnizler Torsten Eymann

In this paper a performance measuring infrastructure,developed for the prototype and simulator, concering the experiment configuration, data measurement, and data collection, is presented. A corresponding performance evaluation framework is defined to obtain the metrics from the measured data. Initial experiments were carried out to test the developed prototype, simulator and the performance measuring infrastructure.

Proof-of-Concept Application - Annual Report Year 2 (2006)

Oscar Ardaiz Pablo Chacin Isaac Chao Juan Carlos Cruellas Felix Freitag Manuel Medina Leandro Navarro Miguel Valero Loviu Joita Omer F. Rana Torsten Eymann

Probleme mit deutschen Modalverben – Eine kontrastive Analyse zum Sprachgebrauch russisch sprechender Au-pair-Mädchen (2006)

Irina Augustin

Im Zentrum der Arbeit standen sprachliche Probleme russisch sprechender Au-pair-Maedchen bei der Verwendung der deutschen Modalverben koennen, muessen, duerfen, wollen, sollen und moegen. Dazu wurden im ersten Teil der Arbeit zunaechst die theoretischen Grundlagen fuer eine differenzierte Analyse des deutsch-russischen Modalverbbereichs geschaffen. Im Einzelnen waren folgende Schritte noetig: – eine Vergleichsanalyse innerhalb der deutschen Modalverben, – die Wiedergabe der deutschen Modalverben im Russischen sowie – die Relation der Modalverben zu ihren paraphrasierten Konkurrenzformen. Der Theorieteil stuetzte sich auf vorhandene relevante Fachliteratur, wobei die Auswahl nicht nur auf russische und deutsche Autoren beschraenkt war. In diesem Rahmen konnten verschiedene Ansaetze zur Erforschung und Strukturierung des Modalitaetsfeldes vorgestellt werden. Darueber hinaus entstand auch ein erster Eindruck zur Vermittlung der deutschen Modalverben im Fremdsprachenunterricht. Die zentralen Erkenntnisse des theoretischen Teils wurden dazu verwendet, Arbeitshypothesen fuer die Ursachen der Probleme russisch sprechender Au-pairs beim Umgang mit Modalverben zu formulieren. Diese Arbeitshypothesen sollten anhand der Ergebnisse empirischer Untersuchungen verifiziert werden. Der zweite Teil der Arbeit analysierte muendliche und schriftliche Daten, die in empirischen Untersuchungen zur Verwendung der deutschen Modalverben mit russisch sprechenden Au-pair-Maedchen erhoben worden waren. Diese Gruppe von Probandinnen ist bedingt durch ihre Au-pair-Beschaeftigung taeglich mit den Modalverben konfrontiert. Dadurch war es moeglich, das Dissertationsvorhaben mit zahlreichen konkreten Fallbeispielen zu konsolidieren und ein reales Bild der Praxis im Modalverbbereich zu zeichnen. Anhand kontrastiver Analysen konnten die Gruende geklaert werden, warum die russisch sprechenden Probandinnen bei der Verwendung der deutschen Modalverben auf Schwierigkeiten gestossen sind. Einige epistemische und nicht-epistemische Lesarten der deutschen Modalverben koennen durch russische Modalverben moc / umet und chotet nicht sinntreu wiedergegeben werden, ebenso wenig wie die feineren Bedeutungsschattierungen in nicht-epistemischer Verwendungsweise. Ferner wurde festgestellt, dass die Muttersprache einen gravierenden Einfluss auf die Fremdsprache ausuebt und damit Schwierigkeiten etwa im Satzbau oder Konjunktivgebrauch verursacht. Diese Erkenntnisse bestaetigten die ersten beiden Arbeitshypothesen. Zur Ueberpruefung der dritten Arbeitshypothese wurden die Sprachkenntnisse der Probandinnen waehrend und kurz nach der Au-pair-Zeit beobachtet. Einerseits hat die Datenauswertung der empirischen Untersuchungen gezeigt, dass sowohl Au-pairs als auch ehemalige Au-pairs Schwierigkeiten bei der Verwendung der deutschen Modalverben haben. Andererseits haben die Probandinnen ihre allgemeinen Sprachkompetenzen waehrend des Aufenthalts in Deutschland verbessert. Die vorliegende Arbeit wollte sich nicht auf eine Systematisierung und Ursachenforschung der typischen Sprachprobleme im Modalverbbereich beschraenken, sondern auch Wege aufzeigen, diesen Schwierigkeiten aus didaktischer Sicht zu begegnen. Auf der Basis von Theorie und Praxis bietet der dritte Teil dieser Arbeit einige Loesungsvorschlaege zur Vermeidung der beobachteten Lernschwierigkeiten im semantischen, syntaktischen und morphologischen Bereich an. So wurde auf die Notwendigkeit klar umrissener Formulierungs- und Interpretationsmoeglichkeiten durch paraphrasierte Mittel im Deutschen und durch gleichwertige Formen der Uebertragung im Russischen aufmerksam gemacht. Ausserdem wurde grosser Wert auf die Vermittlung der Modalverben in Kontexten gelegt, in denen ihre semantischen Inhalte deutlicher eingeschaetzt und verstanden werden koennen. Der geradezu unerschoepfliche Reichtum an geeigneten Lehrmaterialien zur kontextbezogenen Vermittlung der Modalverben wurde auszugsweise dargestellt. Weiterhin konnte die Empfehlung erarbeitet werden, die Konjunktiv- und Passivformen, die fuer russische Deutschlernende besonders schwierig sind, in der Anfangsphase moeglichst tiefgehend zu erlernen, damit diesbezueglich keine zusaetzlichen Probleme beim Gebrauch der Modalverben auftauchen. Im Zuge der Betrachtung der Modalverben wurden auch andere modale Ausdrucksmittel untersucht. Die Relation dieser Mittel demonstriert die Mannigfaltigkeit des Modalitaetsfeldes und praesentiert gleichzeitig unterschiedliche Aspekte der Modalitaet. Die angebotene didaktische Konzeption hofft, eine positive Wirkung fuer die Vermittlung der deutschen Modalverben im Fremdsprachenunterricht zu erzielen. Durch theoretisch fundierte und praktisch anwendbare Ueberlegungen kann diese kontrastive Analyse besonders interessant fuer das russischsprachige Publikum, fuer Sprachlehrer im Unterricht „Deutsch als Fremdsprache“ sowie fuer Wissenschaftler im Bereich der kontrastiven Linguistik sein.

Synthese von 9,11-Drimenylchinonen und -hydrochinonen (2006)

Andreas Bernet

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Totalsynthesen des Sesquiterpenchinons Spongiachinon (1) und der Sesquiterpenhydrochinone (±)-Siphonodictyal B Derivat (±)-55 und (±)-Wiedendiol B ((±)-2). Spongiachinon (1) Schlüsselverbindungen bei der Synthese des Spongiachinons (1) waren die diastereomeren Benzylalkohole 5a,b. Ausgehend von (-)-Albicansäure ((-)-7) wurde über den (-)-Albicansäuremethylester ((-)-6) durch Reduktion mit DIBAL (+)-Albicanol ((+)-11) erhalten. PCC-Oxidation von (+)-11 lieferte (-)-Albicanal ((-)-3), das mit lithiiertem Tetramethoxybenzol zu den diastereomeren Benzylalkoholen 12a,b gekuppelt wurde. Katalytische Hydrierung von 12a,b an Palladium auf Kohlenstoff ergab die gewünschte Zwischenstufe 5a,b. Acetylierung von 5a,b zu 17a,b und anschließende CAN-Oxidation führte zu dem o-Dimethoxybenzochinon 19a,b. Durch Umsetzung des o-Dimethoxychinons 19a,b mit p-Toluolsulfonsäure konnte Spongiachinon (1) erhalten werden. Die Gesamtausbeute der ersten Totalsynthese von Spongiachinon betrug ausgehend von (-)-Albicansäure ((-)-7) 21 % über acht Stufen. Die Umsetzung der diastereomeren Benzylalkohole (±)-5a,b mit Trichlortrifluoraceton in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure führte zum 5,10-Drimenylaren (±)-15, das durch eine interessante Umlagerungsreaktion entstand. CAN-Oxidation von (±)-15 ergab das o-Dimethoxybenzochinon (±)-22, das durch Behandlung mit Perchlorsäure (±)-Isomamanuthachinon ((±)-20) lieferte. Siphonodictyal B Derivat (±)-55 Für die Synthese des Siphonodictyal B Derivates (±)-55 wurde ein neues Kupplungsverfahren eingesetzt. Dazu wurde (±)-Drimansäurechlorid ((±)-28) mit entsprechend geschützten lithiierten Aromaten umgesetzt, die aus den Bromiden 32, 37, 45, 56 und 13 durch Brom-Lithiumaustausch mit n-BuLi gebildet wurden. Die Darstellung der Aromatenbausteine gelang häufig über deutlich effektivere und kürzere Synthesewege im Vergleich zu Literaturverfahren. (±)-Drimansäurechlorid ((±)-28) wurde aus (±)-Drimansäure ((±)-29) durch Reaktion mit Oxalylchlorid / DMF in quantitativer Ausbeute erhalten. Die durch die Kupplung entstandenen Ketone konnten alle mit LiBHEt3 in Ausbeuten von 100 % zu den diastereomeren Benzylalkoholen reduziert werden. Die Einführung der Formylgruppe in Position 3' durch Lithiierung und Umsetzung mit DMF gelang nur bei Styren (±)-53, das aus Keton (±)-51 durch Reduktion zu den Benzylalkoholen (±)-52a,b und anschließende Eliminierungsreaktion gebildet wurde (Abb. 5.4). Demethylierung von Aldehyd (±)-54 mit Bortrichlorid / Tetrabutylammoniumiodid ergab das Siphonodictyal B Derivat (±)-55, das bisher nicht zu Siphonodictyal B entschützt werden konnte. (±)-Wiedendiol B ((±)-2) Zur Darstellung von (±)-Wiedendiol B ((±)-2) wurde der Aromat 57 mit t-BuLi lithiiert und anschließend mit (±)-Drimansäurechlorid ((±)-28) zum Keton (±)-63 gekuppelt. Reduktion der Ketofunktion mit Lithiumtriethylborhydrid lieferte die diastereomeren Benzylalkohole (±)-64a,b. Für die Eliminierung von Wasser aus den Benzylalkoholen (±)-64a,b wurden zwei neue Verfahren entwickelt, die mit Chloral / p-Toluolsulfonsäure und dem Pyridin*SO3-Komplex arbeiten und sehr gute Ausbeuten liefern. Für die Umsetzung von temperaturempfindlichen Substraten ist besonders die Methode mit Chloral / p-Toluolsulfon-säure geeignet. Anschließende Entschützung der Isopropylidenverbindung (±)-65 mit HCl / EtOH führte zu (±)-Wiedendiol B ((±)-2) und dem durch Gerüstumlagerung entstandenen (±)-Isowiedendiol B ((±)-66) (Abb. 5.5). Die Gesamtausbeute für (±)-Wiedendiol B ausgehend von (±)-Albicansäure ((±)-7) betrug 40 % über acht Stufen.

Thermische und langreichweitige Effekte in nichtlinearer Gitterdynamik mit Anwendungen in der Bio- und Nanophysik (2006)

Christian Brunhuber

Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Rolle von langreichweitigen Wechselwirkungen und thermischen Effekten in nichtlinearen Gittern und ihre Anwendung in der Bio- und Nanophysik. Thematisch unterteilt sich die Arbeit in drei Bereiche, in denen die bekannte Fermi-Pasta-Ulam-Kette, die diskrete nichtlineare Schroedingergleichung und zweidimensionale Fermi-Pasta-Ulam-Ebenen mit Graphit-aehnlichen Wechselwirkungspotenzialen der Teilchen untersucht werden. Im ersten Teil werden fruehere Studien zur thermischen Diffusion von nicht-topologischen Solitonen auf Fermi-Pasta-Ulam-Ketten mit langreichweitigen Wechselwirkungen erweitert. Zwei Typen von langreichweitigen Wechselwirkungen werden betrachtet: harmonische langreichweitige Wechselwirkungen mit Kac-Baker- und potenzartiger Abhaengigkeit der Kopplung vom Abstand der wechselwirkenden Teilchen. Das beobachtete superdiffusive Verhalten ist bestimmend fuer die Solitonen-Diffusion auf Ketten mit langreichweitigen Wechselwirkungen, wohingegen sie weniger ausschlaggebend fuer Ketten mit Naechste-Nachbar-Wechselwirkungen sind. Mit Hilfe einer Kollektiv-Variablen-Theorie und einem Variationsverfahren im Kontinuumslimit der Kette wird ein Langevin-System fuer die beiden kollektiven Variablen inverse Solitonenbreite und Solitonenposition aufgestellt. Simulationen und eine stoerungstheoretische Behandlung des Langevin-Systems zeigen, dass fuer beide Typen von langreichweitigen Wechselwirkungen die Solitonen (auf verschiedenen Zeitskalen) das gleiche Langzeitverhalten mit einer charakteristischen superdiffusiven Zeitabhaengigkeit in der Form eines Potenzgesetzes mit der Potenz 3/2 fuer die Positionsvarianz erreichen. Im zweiten Teil werden langreichweitige Wechselwirkungen vom Kac-Baker-Typ in die nichtlineare Schroedingergleichung mit und ohne Daempfung eingefuehrt. Die Kombination von langreichweitigen Kraeften und Daempfung fuehrt zu periodischen Strukturen von stationaeren diskreten Breathern die sich aus einem anfangs homogenen Untergrund entwickeln. Der Wechselwirkungsradius bestimmt die Periodizitaet, was in der Quasikontinuumsnaeherung des Systems verstanden werden kann. Fuer das ungedaempfte System steht der Einfluss der langreichweitigen Wechselwirkungen beim Uebergang in eine persistente Breather-Phase im Mittelpunkt, die nur von der Energie und der Norm des Systems abhaengt. Mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen wird die Lokalisierungsstaerke als Funktion des Wechselwirkungsradius und der Systemtemperatur dargestellt, die formal negative Werte im Bereich der persistenten Breather-Phase annimmt. Der dritte Teil ist motiviert durch die Anwendung von Kohlenstoff-Nanoroehrchen in neuartigen Schaltungen. Die Kohlenstoff-Nanoroehrchen werden durch Fermi-Pasta-Ulam-Ebenen mit periodischen Randbedingungen in transversaler Richtung zur Achse des Roehrchens modelliert. In axialer Richtung werden zwei Waermebaeder angeschlossen. In den Simulationen wird der mittlere Waeremstrom und die thermische Leitfaehigkeit in Abhaengigkeit von der Laenge des Roehrchens und der mittleren Temperatur bestimmt. Die beobachteten Werte fuer die thermische Leitfaehigkeit stimmen mit frueheren Resultaten aus Molekulardynamik-Simulationen ueberein. Es hat sich gezeigt, dass die thermische Leitfaehigkeit einer zehn Atomabstaende breiten Fermi-Pasta-Ulam-Carbon-Ebene und einer Fermi-Pasta-Ulam-Kette fuer genuegend grosse Systeme mit der gleichen Potenz der Systemlaenge divergiert, die wiederum von der mittleren Temperatur abhaengt.

Untersuchung und Charakterisierung des Lichtsammelkomplexes (LHPP) in etiolierten Pflanzen (2006)

Frank Buhr

In früheren Experimenten konnte ein hochmolekularer Lichtsammelkomplex (LHPP =Light-harvesting Protochlorophyllide-Oxidoreduktase:Protochlorophyllide complex´) aus POR (NADPH:Protochlorophyllid-Oxidoreduktase)A-Zn Protopheophorbid b-NADPH- und PORB-Zn Protopheophorbid a-NADPH-Ternärkomplexen mit einer Stöchiometrie von 5:1 in vitro gebildet werden. Unter Verwendung von chemisch hergestelltem Protochlorophyllid a und b konnte nun ebenfalls ein hochmolekularer Komplex isoliert werden, welcher durch Nachweis mit POR-spezifischem Antikörper und aufgrund seiner spektroskopischen Eigenschaften als LHPP identifiziert wurde. Gleichzeitig konnte ein analoger Komplex von annähernd gleicher Molekulargewichtsgröße aus dem Prolamellarkörper von Gerstenetioplasten isoliert und durch einen POR-spezifischen Antikörper als vermutlicher LHPP-Komplex charakterisiert werden. Komplementiert mit aus dem Prolamellarkörper extrahierten Lipidmolekülen wie Galakto- und Sulfolipiden konnte für diesen Komplex gezeigt werden, dass wie auch im mutmaßlichen nativen LHPP-Komplex, photoaktives Protochlorophyllid 650/657 neben photoinaktiven Protochlorophyllid 628/632 vorliegt. Nach Belichtung mit einem 1 msec langen Weißlichtblitz stellte sich durch Fluoreszenzspektroskopie bei 77 K heraus, dass das photoaktive Protochlorophyllid 650/675 in Chlorophyllid 684/690 umgewandelt wurde, während das photoinaktive Protochlorophyllid nicht umgesetzt wurde. Ähnliche Pigmentverteilungen vor und nach der Belichtung konnten auch in dem isolierten nativen LHPP-Komplex nachgewiesen werden. Dabei wurde nur an PORB gebundenes Protochlorophyllid a zu Chlorophyllid a umgesetzt, während an PORA gebundenes Protochlorophyllid b unverändert blieb. Dieser Befund untermauert die Hypothese einer Antennenfunktion von PORA-gebundenem Protochlorophyllid b, um Lichtenergie zu sammeln, auf PORB-gebundenes Protochlorophyllid a zu übertragen und dessen Reduktion zu Chlorophyllid a zu vermitteln. Eine bedeutende Funktion in der katalytischen Reaktion von POR wird den evolutionär hochkonservierten Cysteinresten des Enzyms zugeschrieben. Für eine vertiefende Untersuchung wurden bei PORA und PORB aus Gerste durch „site-directed“ Mutagenese die jeweiligen vier Cysteinreste gegen Alanin ersetzt und deren Fähigkeit zur Pigmentbindung als auch zur Komplexierung zu LHPP geprüft. In PORB konnten von den vier existierenden Cysteinen zwei (Cys276 und Cys303) identifiziert werden, welche verschiedenartige Pigmentbindungsstellen im Enzym repräsentieren. Cys276 nimmt eine Pigmentbindungsstelle im aktiven Zentrum des Enzyms ein und wirkt bei der katalytischen Umsetzung seines Substrats, Protochlorophyllid a mit. Die zweite Pigmentbindungsstelle von PORB stellt das an der Enzymperipherie liegende Cys303 mit nur einer schwachen Wechselwirkung des mit ihm assoziierten Protochlorophyllidmoleküls dar. Dieses Cystein erwies sich als essentiell für die Interaktion der ternären POR-Protochlorophyllid-NADPH-Komplexen, ist also an der Bildung von LHPP maßgeblich beteiligt. Auch in PORA wurde von den vier im Enzym vorliegenden Cysteinresten von zweien deren Pigmentbindungsfähigkeit nachgewiesen. Es handelt sich um die Cysteinreste Cys202 und Cys229. Wiederum steht ein Rest, Cys202, für die Bindung – diesmal eines Protochlorophyllid-b-moleküls – im aktiven Zentrum des Enzyms zur Verfügung. Dennoch ist dieses Protochlorophyllid b in LHPP photoinaktiv und wird erst nach dem Zerfall von LHPP durch Belichtung zu Chlorophyllid b umgesetzt. Der andere an der Pigmentbindung beteiligte Cysteinrest Cys229 an der Peripherie des Enzyms zeigt nur eine schwache Bindungsaffinität zu Protochlorophyllid b. Die Bindung dieses Pigments an den Enzymkomplex ermöglicht jedoch erst die Bildung höhermolekularen LHPPs. Damit ist Cys229 also sowohl an dessen Genese beteiligt als auch für die funktionelle Energieübertragung durch „Fluorescence resonance energy transfer“ auf das das photoaktive Pigment enthaltende PORB-Protein verantwortlich. Die wichtige Rolle eines funktionalen LHPP-Komplexes zeigte die Untersuchung einer OEP16 Knockout Mutante von Arabidopsis thaliana auf. OEP16 wurde in Arabidopsis thaliana als Translokationskanal eines speziellen Importapparates für PORA identifiziert. Das Fehlen dieses Translokationsproteins in der Plastidenhülle beeinträchtigte nicht die Aufnahme anderer plastidärer Proteine, bedingte jedoch die Abwesenheit von PORA in Etioplasten. Dies hatte zur Folge, dass Etioplasten dieser Mutante im Vergleich zu denen von Wildtyp-Arabidopsis kein LHPP und keine Prolamellarkörper bilden, aber höhere Mengen an Protochlorophyllid akkumulieren. Damit einhergehend trugen etiolierte Mutantenkeimlinge bei anschließender Dauerbelichtung photooxidative Schäden davon und starben schließlich ab. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass LHPP große Bedeutung bei der Deetiolierung, d.h. dem Wechsel von Skotomorphogenese zu Photomorphogenese einnimmt.

Kombinatorische Untersuchung und Optimierung von organischen Multischichtleuchtdioden (2006)

Markus Bäte

Ein Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Weiterentwicklung und Verbesserung der an diesem Lehrstuhl vorhandenen Aufdampfanlage zur Herstellung von komplex aufgebauten Multischichtleuchtdioden. Um eine verbesserte Kontrolle der Schichtdicken und der Aufdampfrate zu ermöglichen wurden im Rahmen der Doktorarbeit in der Aufdampfkammer drei widerstandsgeheizte Quellen durch drei Effusionsquellen ersetzt. An diese drei Effusionsquellen wurden zusätzliche Sensoren, zur Bestimmung der Aufdampfrate und Schichtdicke, angebracht. Um den Gradienten in der Schichtdicke, der, abhängig von der Quellenposition, während des Aufdampfprozesses entsteht, zu reduzieren, wurde der vorhandene feststehende Maskenschlitten durch einen Drehteller mit Maskeneinheit ersetzt. Dieser Drehteller rotiert während des Aufdampfprozesses über den Quellen. Er bietet alle kombinatorischen Möglichkeiten des Maskenschlittens zur Sektoren- und Gradientenerzeugung. Mit dem Drehteller konnte der gerätebedingte Gradient der aufgedampften Schichten auf bis unter 7 % reduziert werden. Ein weiteres Ziel, die Leuchtdioden vor Luftsauerstoff und Feuchtigkeit zu schützen und damit die Lebensdauer zu erhöhen, wurde verwirklicht durch den Anbau einer Inertgaskammer an die Aufdampfanlage, in der fertig gestellte Leuchtdioden verkapselt werden können. Schließlich wurde, für eine schnelle Charakterisierung kombinatorischer Sektorenbibliotheken, eine neue Apparatur, der FLASHScan® 530, in Betrieb genommen. Mit diesem Gerät ist es möglich sowohl Absorptions- als auch Lumineszenzspektren von kombinatorischen Sektorenbibliotheken schnell und effizient durchzuführen. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass es mit der weiterentwickelten Aufdampfanlage möglich ist effektiv organische Leuchtdioden herzustellen und, insbesondere, dass mittels neu entwickelter kombinatorischer Sektorenbibliotheken in einem Versuch verschiedene Parameter, wie z.B. Schichtabfolge, variiert und die Sektoren miteinander verglichen werden können. Neben der Weiterentwicklung der Aufdampfanlage lagen weitere Schwerpunkte auf der Untersuchung und Optimierung von grün, rot und blau emittierenden Substanzen in organischen Leuchtdioden.

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