Eldorado - Repositorium der TU Dortmund

Ressourcen aus und für Forschung, Lehre und Studium

Bei diesem Service handelt es sich um das Institutionelle Repositorium der Technischen Universität Dortmund. Hier werden Ressourcen aus und für Lehre, Studium und Forschung gespeichert, erschlossen und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

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Fakultäten 14061
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Hochschulverwaltung 1258
Sonderforschungsbereiche 1595

Aktuellste Veröffentlichungen

A tabletop XUV beamline for time-resolved momentum microscopy
(2026) Schiller, Karl Jakob; Cinchetti, Mirko; Lange, Christoph
Quantenmaterialien weisen häufig Phasen und Anregungen auf, die aus den Wechselwirkungen zwischen Elektronen und anderen Quasiteilchen entstehen. Das Erfassen der ultraschnellen Dynamik dieser Zustände erfordert einen experimentellen Zugang zur elektronischen Struktur sowie zu ihrer zeitlichen Entwicklung in Energie- und Impulsraum. Die zeitaufgelöste Impulsmikroskopie ermöglicht diesen Zugang, indem sie Pump-Probe Photoemission mit paralleler multidimensionaler Detektion kombiniert, wird jedoch durch die wechselseitige Abhängigkeit von Energie- und Zeitauflösung grundlegend limitiert. In dieser Arbeit wird eine auf Erzeugung hoher Harmonischer basierende Strahlungsquelle mit extrem-ultravioletten Photonen im Femtosekundenbereich vorgestellt, die in zwei Betriebsmodi arbeitet, welche jeweils auf hohe Energie- bzw. Zeitauflösung optimiert sind. Dieses Dual-Mode Konzept mildert die durch das Zeit-Bandbreite Produkt vorgegebene Beschränkung und erlaubt eine flexible Optimierung der spektralen und zeitlichen Auflösung. In Kombination mit einem Impulsmikroskop zur multidimensionalen Datenerfassung erreicht das Instrument eine Energieauflösung unter 110 meV und eine Zeitauflösung unter 50 fs in den jeweiligen Betriebsmodi. Mit diesem Aufbau werden lichtinduzierte Dynamiken in geschichteten Halbleitern und Heterostrukturen untersucht. In Volumenkristall WS2 wird die Relaxation angeregter Ladungsträger zwischen verschiedenen Tälern der Brillouin-Zone verfolgt. In einer WS2/WSe2-Doppelschicht zeigt resonante Anregung Signaturen, die auf die Bildung und den Zerfall von Exzitonen hinweisen. Abschließend werden intrinsische Punktdefekte im van-der-Waals-Antiferromagneten CrSBr untersucht: Die Kombination aus Kernlevel-Spektroskopie und theoretischer Modellierung identifiziert Chrom-Zwischengitterplätze und Brom-Fehlstellen als Quellen der intrinsischen 𝑛-Dotierung, während Anregung unterhalb der Bandlücke feldinduzierte Photoemissionseffekte offenbart.
Essays on copula-based and non-linear modeling in regression and time series problems
(2026) Pappert, Sven; Arsova, Antonia; Demetrescu, Matei; Ziel, Florian
Nicht-lineare Beziehungen erscheinen in vielen realen Datensets. Auch wenn lineare Modelle meist gut abschneiden, lohnt es sich nicht-lineares statistisches Modellieren zu untersuchen. Diese kumulative Dissertation besteht aus fünf wissenschaftlichen Arbeiten, die nicht-lineare Modellierung in der Zeitreihenanalyse und in der Regression untersuchen. In dem Kontext der multivariaten Zeitreihen werden Copulas sowohl dafür verwendet nicht-lineare gemeinsame bedingte Verteilungen zu modellieren als auch für die Modellierung der gemeinsamen Verteilung aufeinanderfolgender multivariater Beobachtungen. Diese Modellierungsansätze werden verwendet um Energie Zeitreihen vorherzusagen. Weiterhin werden methodologische Beiträge, die das Copula-basierte Modellieren univariater stationärer Zeitreihen generalisieren, präsentiert und untersucht. In dem Kontext der Regression wird die Rolle von Loss-Funktionen, die benutzt werden um Modelle zu trainieren, untersucht. Es werden die Funktionen, die die jeweiligen Loss-Funktionen minimieren hergeleitet. Dabei liegt der Fokus auf dem besonders interessanten Fall, bei dem die Loss-Funktion penalisiert ist.
Die ästhetische Dimension im städtebaulichen Entwurf
(2026) Pessier, David; Sonne, Wolfgang; Düwel, Jörn
Die Dissertation untersucht ausgewählte städtebauliche Entwürfe für den Potsdamer / Leipziger Platz und den Pariser Platz in Berlin, die um das Jahr 1910 bzw. um 1930 entstanden sind. An ihrem Beispiel werden die Herleitung, Argumentation und Kritik baulicher Form, die jeweiligen konzeptionellen und gestalterischen Bezüge sowie zeitspezifische Merkmale im Umgang mit ästhetischen Aspekten des städtebaulichen Entwurfs analysiert. Es wird nachvollzogen, welche Notwendigkeiten oder praktischen Aspekte die entworfene Form beeinflusst haben können, und aufgezeigt, welche dezidiert ästhetisch motivierten Interessen hervortreten. Im Vergleich der Zeitebenen 1910 und 1930 zeigt sich dabei exemplarisch ein signifikanter Wandel im Umgang mit den ästhetischen Aspekten des Städtebaus, was weniger die Relevanz ästhetischer Interessen, sondern primär die Argumentation der entworfenen Form betrifft. Daneben offenbaren sich bemerkenswerte Konstanten in der Thematisierung beider Platzanlagen, die sich bis in die programmatischen Debatten nach 1989/90 fortsetzen. Die Untersuchung liefert neue Erkenntnisse zum Entstehungskontext der untersuchten Entwürfe und ihrer Einbettung in den zeitgenössischen Kontext. Der Ansatz, das Spannungsfeld von ‚Form und Formerzählung‘ zu analysieren, eignet sich dabei nicht nur als methodischer Zugang in der baugeschichtlichen Forschung, sondern auch zur kritischen Reflexion gegenwärtiger Diskurse über bauliche und städtebauliche Form.
Tuning of Monte Carlo algorithms with Bayesian methods for the improvement of cosmic ray induced air shower simulations
(2026) Windau, Michael Elias; Kröninger, Kevin; Kampert, Karl-Heinz
This thesis investigates the Bayesian tuning of hadronic interaction models used in Monte Carlo simulations of cosmic-ray-induced air showers. Since hadronic interactions govern the production of secondary particles in the atmosphere, their modeling is essential for describing air-shower observables and for interpreting cosmic-ray measurements. The hadronic event generator Pythia 8 is used in this study and constrained with accelerator data from collider and fixed-target experiments. Although the highest-energy cosmic-ray-induced air showers extend beyond the reach of current accelerator measurements, the selected observables constrain aspects of hadronic particle production that are also relevant during air-shower development at lower energy scales. Rather than tuning directly to air-shower data, the aim is to investigate how constraints from accelerator measurements propagate to air-shower simulations. The analysis focuses on a selected set of sensitive model parameters and observables. The thesis also includes a comparison of surrogate models that parameterize the generator response, thereby enabling the Bayesian tuning procedure. The choice of surrogate model is shown to be crucial both for the quality of the tune and for the reliability of the uncertainty propagation to the simulated observables. The results show that the selected collider and fixed-target data sets cannot be described optimally by a single common tune, as they favor different regions of parameter space. Separate tunes are therefore constructed and studied. These tunes improve the description of the corresponding accelerator data sets and, in turn, induce measurable changes in air-shower simulations. In particular, the predicted average muon number changes by about 7-9%, demonstrating that accelerator-based tuning can directly impact the modeling of cosmic-ray-induced air showers.
CFD simulation of methane pyrolysis in plasma reactor for CO₂-free hydrogen
(2026) Magazova, Aliya; Diéguez Alonso, Alba; Agar, David W.
Reducing greenhouse gas emissions and slowing global warming are among today’s most pressing challenges, particularly in the industrial, transportation, and agricultural sectors. One promising solution is the transition to hydrogen as a clean energy carrier. Among the various methods of hydrogen production, turquoise hydrogen, generated through methane pyrolysis, offers a promising pathway to reduce carbon emissions. When this process is carried out in plasma reactors powered by renewable energy, it enables the production of CO₂-free hydrogen. This work presents CFD simulations of methane pyrolysis in two types of plasma reactors: gliding arc plasma (GAP) and microwave plasma (MW). The 0D sensitivity analyses revealed that thermal reactions dominate over electron impact reactions due to high plasma temperatures (3000 – 4000 K). Consequently, in more detailed 2D and 3D simulations, plasma was modeled as a heat source to explore the reaction dynamics and optimize reactor design and operating conditions. In these models, the MW plasma was represented by a Gaussian heat peak, while the GAP plasma was modeled as an “artificial arc”. This approach improved methane conversion in the GAP reactor from 35 to 44 %. The simulation also identified the zones of increased by-product formation within the MW plasma reactor. These findings can inform future improvements in reactor design, helping to enhance overall efficiency. Additionally, simulations were conducted for surface dielectric barrier discharge (SDBD) plasma using a gas mixture of oxygen, nitrogen, and hydrogen. Compared to methane pyrolysis, this mixture involved fewer chemical reactions, so no simplification of the plasma modeling was necessary. The focus of the simulation was on the plasma discharge effects, specifically the influence of ionic wind on gas conversion. Since the gas temperature in the SDBD reactor was significantly lower than in the GAP and MW reactors, the simulations clearly demonstrated the difference between cold and warm plasmas.