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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Aktuellste Veröffentlichungen

Non-local synchronization of continuous time crystals in a semiconductor
(Springer Science and Business Media LLC, 2026-07-22) Greilich, Alex; Kopteva, Nataliia E.; Korenev, Vladimir L.; Haude, Philipp A.; Kunze, Linus; Grobecker, Ben W.; Anghel, Sergiu; Betz, Markus; Bayer, Manfred
Synchronization resulting in unified collective behavior of the individual elements of a system that are weakly coupled to each other has long fascinated scientists. Examples range from the periodic oscillation of coupled pendulum clocks to the rhythmic behavior in biological systems. Here we demonstrate this effect in a solid-state platform: spatially remote, auto-oscillating electron-nuclear spin systems in a semiconductor. When two such oscillators separated by up to 40 μm are optically pumped, their individually different frequencies lock to a common value, revealing long-range coupling. For larger separations, the synchronization breaks. The interaction distance matches the electron spin diffusion length, identifying spin transport as the coupling-mediating mechanism and maintaining correlated behavior over mesoscopic distances. As a consequence, a wide-area optical pump drives all oscillators within the illuminated spot into a single synchronized state, despite their inhomogeneity. This synchronization accounts for the exceptional stability of the resulting auto-oscillations, enabling collective motion in distributed spin systems and paving the way toward spin networks in spintronics.
The association between employment and family histories and caregiving in later life. European findings based on SHARE and ELSA
(Springer Science and Business Media LLC, 2026-04-29) Deindl, Christian; Di Gessa, Giorgio; Wahrendorf, Morten; van Damme, Maike; Spijker, Jeroen; Lacey, Rebecca; Xue, Baowen; King, Markus; McMunn, Anne
Caregiving can be time-consuming, and it can be challenging for caregivers to combine caregiving tasks with other obligations. While we know a lot about the problems of combining informal care with employment and family obligations, past employment and family histories are seldom discussed. This study tries to fill this gap by examining the association between employment and family histories and caregiving in later life. We used pooled data from the Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE, waves 1 and 2) and the English Longitudinal Study of Ageing (ELSA, waves 2 and 3) and combined them with the life history interviews from both surveys conducted in wave 3. First, we used sequence analysis and cluster analysis to analyze employment, partnership, and children histories between 25 and 50 years of age, separately for men and women. Then, we used logistic regression analysis to examine the relationships between these clusters and informal caregiving at ages 50 and above. Results indicate that women who stayed home (homemakers) and those who were self-employed were more likely to provide informal care in later life. Partnership histories matter only for men. Men who were separated were less involved in in-household caregiving and more in care provision outside of the household. Furthermore, childless men and women were more likely to be caregivers. Finally, differences in long-term care policies across countries significantly affected the likelihood of informal caregiving for men and women.
Optimierung von innovativen Zustellkonzepten auf der letzten Meile
(2025) Schaudt, Stefan; Clausen, Uwe; Buchheim, Christopher
Die Forschung an innovativen Zustellkonzepten für die letzte Meile der Logistik hat in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Autonome Zustellkonzepte mit Zustellrobotern und Paketdrohnen werden weltweit erprobt oder bereits eingesetzt. Durch ihre Autonomie ermöglichen sie Zustellungen innerhalb vorgegebener Zeitfenster. Allerdings ist ihre Transportkapazität begrenzt, sodass häufig Pendeltouren zwischen Mikrodepots und Empfängern erforderlich sind. Die beiden Transportmittel unterscheiden sich grundlegend in ihrer Fortbewegung und Geschwindigkeit. Paketdrohnen fliegen mit hoher Geschwindigkeit auf direktem Weg durch die Luft, während Zustellroboter sich mit Schrittgeschwindigkeit auf Gehwegen bewegen. Bei Zustellrobotern ist die begrenzte Akkukapazität besonders relevant, da das Aufladen Zeit erfordert. Paketdrohnen hingegen erhalten bei ihrer Rückkehr ins Mikrodepot einen geladenen Akku. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit steht bei Drohnen der Energieverbrauch im Fokus. Beide Transportmittel werden daher im Rahmen dieser Dissertation separat betrachtet. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Optimierung der letzten Meile unter Verwendung von Zustellrobotern und Paketdrohnen. Der Zustellprozess beginnt mit dem Transport der Sendungen von einem Depot in das Zustellgebiet, wo sie in Mikrodepots zwischengelagert werden. Anschließend erfolgt die Zustellung innerhalb definierter Zeitfenster mithilfe von Zustellrobotern oder Paketdrohnen. Nach jeder Zustellung kehren die Transportmittel zu einem Mikrodepot zurück, um eine neue Sendung aufzunehmen. Für Zustellroboter wird ein Algorithmus zur Auftragsverteilung entwickelt, der die Anzahl zugestellter Sendungen maximiert. Dabei steht eine Flotte von Robotern zur Verfügung. Die Zustellung muss innerhalb der vorgegebenen Zeitfenster der Empfänger erfolgen und der Akku der Roboter muss an den Mikrodepots wieder aufgeladen werden. Zur Lösung kommt ein Branch-and-Price-Algorithmus zum Einsatz. Dazu wird zuerst das Teilproblem mit einem einzelnen Roboter und einer beliebigen, festen Empfängerreihenfolge betrachtet. Hierfür gilt es zu entscheiden, welche Mikrodepots zwischen den Empfängern angefahren werden, wie lange die Ladevorgänge dauern und ob überhaupt eine zulässige Lösung existiert. Dazu wird ein polynomieller Algorithmus entwickelt, dessen Ergebnisse in den Branch-and-Price-Algorithmus integriert werden. Laufzeitexperimente zeigen, dass Instanzen mit bis zu 60 Empfängern gelöst werden können. Für Paketdrohnen ist die Problemstellung vergleichbar, wobei der Fokus auf der Minimierung des Gesamtenergieverbrauchs liegt. Auch hier wird zunächst eine feste Empfängerreihenfolge für eine einzelne Drohne betrachtet. Die Berechnung der optimalen Geschwindigkeiten erfolgt mithilfe eines aus der Literatur bekannten Algorithmus, der in polynomieller Zeit arbeitet. Im Rahmen dieser Arbeit wird dieser Algorithmus erweitert, um Mindest- und Höchstgeschwindigkeiten zu berücksichtigen. Darauf aufbauend wird ein weiterer Algorithmus entwickelt, der alle relevanten Belieferungszeitpunkte des letzten Empfängers einer gegebenen Kundenreihenfolge sowie die optimalen Geschwindigkeitsvektoren und Energieverbräuche berechnet. Beide Verfahren fließen in einen Branch-and-Price-Algorithmus ein, bei dem die berechneten Ankunftszeiten zur Formulierung einer Dominanzregel verwendet werden. Der entwickelte Algorithmus übertrifft bestehende Verfahren signifikant und ist im Durchschnitt über 17,5-mal schneller. Abschließend wird eine Simulationsstudie vorgestellt, die die Paketzustellung mit Zustellrobotern und Paketdrohnen abbildet und den Mehrwert der Optimierungsansätze in verschiedenen Szenarien demonstriert.
Characterization of classical light fields for quantum applications via optical homodyne tomography
(2026) Brune, Yannik; Aßmann, Marc; Weitenberg, Christof
The goal of this work is to examine the coherence of classical light fields in order to assess their usefulness for quantum-informational tasks and to draw conclusions about the properties of the light source. To this end, we use and extend several optical homodyne tomography techniques employing four-port, eight-port, and sixteen-port detection schemes. To understand the role of coherence of a light field in solving a quantum informational task such as coherent qubit control, we begin by analyzing the qubit excitation process from a resource-theoretical perspective. By simulating the light-matter interactions, we demonstrate how the quantum coherence of the driving light field emerges as a key ingredient for coherent qubit control. At the same time, we show how the presence of thermal noise or dephasing significantly degrades the achievable quantum coherence of the light field. After studying the coherence properties of conventional lasers, we turn to non-conventional coherent light sources and investigate the emission of a non-resonantly excited exciton-polariton condensate. By employing long-lived polaritons and minimizing interactions with the reservoir, we optimize the condensation process and achieve a pronounced buildup of quantum superpositions in the condensate immediately above the condensation threshold. Finally, we shift our focus entirely to the matter system itself and use the coherence of the emitted light field to investigate its dynamics. For this purpose, we introduce a sixteen-port detection scheme that enables non-stationary and conditional analyses tailored to the requirements of semiconductor spectroscopy. Benchmarking the setup with a thermal light field, then demonstrate how we can resolve the stochastic fluctuations of the thermal state on the femtosecond level. Overall, our results establish connections between quantum optics, quantum information science, and semiconductor physics, providing insights relevant for quantum technologies and future hybrid quantum devices.
Mechanisms of drug release from a melt-milled, poorly soluble drug substance
(Elsevier BV, 2024-10-18) Sleziona, Dominik; Ely, David R.; Thommes, Markus
Increasing the dissolution kinetics of low aqueous soluble drugs is one of the main priorities in drug formulation. New strategies must be developed, which should consider the two main dissolution mechanisms: surface reaction and diffusion. One promising tool is the so-called solid crystal suspension, a solid dispersion consisting of purely crystalline substances. In this concept, reducing the drug particle size and embedding the particles in a hydrophilic excipient increases the dissolution kinetics. Therefore, a solid crystal suspension containing submicron drug particles was produced via a modified stirred media milling process. A geometrical phase-field approach was used to model the dissolution behavior of the drug particles. A carrier material, xylitol, and the model drug substance, griseofulvin, were ground in a pearl mill. The in-vitro dissolution profile of the product was modeled to gain a deep physical understanding of the dissolution process. The used numerical tool has the potential to be a valuable approach for predicting the dissolution behavior of newly developed formulation strategies.