Institut für Nachhaltige Landbewirtschaftung (Germany)

Abstract Manipulating the electrostatic double layer (EDL) and tuning the conductance in nanofluidic systems at salt concentrations of 100 mM or higher has been a persistent challenge. The primary reasons are (i) the short electrostatic proximity length, ~3-10 Å, and (ii) difficulties in fabricating atomically small capillaries. Here, we successfully fabricated in-plane vermiculite laminates with transport heights of ~3-5 Å, which presented a cation selectivity close to 1 even at a 1000 mM concentration, suggesting an overlapping EDL. For gate voltages from -2 V to +1 V, the K+-intercalated vermiculite showed a remarkable conductivity modulation exceeding 1400% at a 1000 mM KCl concentration. The gated ON/OFF ratio is mostly unaffected by the ion concentration (10-1000 mM), which confirms that the EDL overlaps with the collective ion movement within the channel with reduced activation energy. In contrast, vermiculite laminates intercalated with Ca2+ and Al3+ ions displayed reduced conductance with increasing negative gate voltage, highlighting the importance of ion-specific gating effects under Å-scale confinement. Our findings contribute to a deeper understanding of electrostatic phenomena occurring in highly confined fluidic channels, opening the way to the exploration of the vast library of two-dimensional materials.

Tris(8-hydroxyquinoline)aluminium with poly(N-vinylcarbazole) (Alq3:PVK) or polystyrene sulfonate (Alq3:PSS) were deposited by spin-coating on glass and silicon substrates. SEM measurements show that relatively smooth thin films were obtained. Fourier transform infrared measurements were performed to confirm the composition of the samples. The optical properties of thin films containing Alq3:PVK and Alq3:PSS were characterised using absorption spectroscopy and spectroscopic ellipsometry. It was found that the absorption spectrum of Alq3:PVK is characterised by four bands, while for Alq3:PSS only three bands are visible. The photoluminescence of the studied thin layers shows a peak with a maximum at about 500 nm. Additionally, cyclic voltammetry of Alq3 is also presented. Theoretical density functional theory calculations provide the insight into the interaction and nature of Alq3:PVK and Alq3:PSS excited states. Finally, the organic light-emitting diode (OLED) structure based on Alq3:PVK was fabricated and showed strong electroluminescence with a green emission at 520 nm. The results of the device show that the ITO/PEDOT:PSS/Alq3:PVK/Ca/Al system can be useful for the production of low-cost OLEDs with Alq3:PVK as an active layer for future lighting applications.

Market analysis report.

Untersuchungen mit Bodenfallen zum Einfluss der Kulturarten auf die Dynamik von Arthropodengesellschaften werden vorgestellt. Sie betreffen vier perennierende Kulturen (extensives Grünland, Chinaschilf und die Baum­arten Pappel und Weide) sowie die Wintergerste als annu­elle Frucht. Die Kulturarten prägten die Diversität (Shannon-Weaver-Index) der Arthropodengesellschaften, wobei die Diversität der Baumkulturen statistisch meist von der Diversität in den Ackerbaukulturen unterschieden war. Dieser Befund war auf zeitliche Änderungen im Artenbestand (Artenidentität) sowie der Arten­dominanz (Dominanzidentität) zurück zu führen und belegt eine hohe Dynamik des Arthropodenauftretens inner­halb und zwischen den Kulturen. Über die Kultur­arten werden zeitlich und örtlich getrennte Teilpopula­tionen ausgebildet. Mögliche Triebkräfte für die Anpassung der Arthropodengesellschaften an die Fruchtarten wurden über die Erfassung des Energiestatus der Anbau­systeme analysiert. Grundlage waren Bewirtschaftungsdaten, die Pflanzenerträge sowie begleitende Informationen zum Anfall von Biomasse. Die Kennzahl „landwirtschaftlicher Energiegewinn“ fasst diese Einflüsse auf energetischer Ebene zusammen. Der Rückfluss von Biomasse in das Anbausystem wurde als „ökosystemarer Energiegewinn“ beschrieben. Beide Parameter beschreiben das Auftreten der Arthropoden in den Kulturen. Ansteigender landwirtschaftlicher Energiegewinn wirkte sich negativ aus, ökosystemarer Energiegewinn bewirkte das Gegenteil. Weiterhin konnte eine Zuordnung der Arthro­poden in funktionale Gruppen die Arten- und Dominanz­unterschiede der Arthropodengemeinschaften in den Kulturen erklären. Sie beruhen auf der Notwendigkeit der Energiedissipation und berühren den Energiefluss über die Trophiestufen. Die Stellung der Arthropodenarten im Nahrungsnetz wird modifiziert. Aus den Befunden ist ersichtlich, dass Energie basierte Daten Hinweise auf den Biodiversitätsstatus der Anbausysteme geben. Sie können Grundlage für die Ableitung indirekter Status- und Wirkungsindikatoren sein. Daneben fördern die Befunde das Verständnis über Ökosystemprozesse und zu den Inhalten des Begriffes „Intensität“ im Kontext der Bewertung ökologischer Nachhaltigkeit.

Untersuchungen mit Bodenfallen zum Einfluss der Kulturarten auf die Dynamik von Arthropodengesellschaften werden vorgestellt. Sie betreffen vier perennierende Kulturen (extensives Grunland, Chinaschilf und die Baumarten Pappel und Weide) sowie die Wintergerste als annuelle Frucht. Die Kulturarten pragten die Diversitat (Shannon-Weaver-Index) der Arthropodengesellschaften, wobei die Diversitat der Baumkulturen statistisch meist von der Diversitat in den Ackerbaukulturen unterschieden war. Dieser Befund war auf zeitliche Anderungen im Artenbestand (Artenidentitat) sowie der Artendominanz (Dominanzidentitat) zuruck zu fuhren und belegt eine hohe Dynamik des Arthropodenauftretens innerhalb und zwischen den Kulturen. Uber die Kulturarten werden zeitlich und ortlich getrennte Teilpopulationen ausgebildet. Mogliche Triebkrafte fur die Anpassung der Arthropodengesellschaften an die Fruchtarten wurden uber die Erfassung des Energiestatus der Anbausysteme analysiert. Grundlage waren Bewirtschaftungsdaten, die Pflanzenertrage sowie begleitende Informationen zum Anfall von Biomasse. Die Kennzahl „landwirtschaftlicher Energiegewinn“ fasst diese Einflusse auf energetischer Ebene zusammen. Der Ruckfluss von Biomasse in das Anbausystem wurde als „okosystemarer Energiegewinn“ beschrieben. Beide Parameter beschreiben das Auftreten der Arthropoden in den Kulturen. Ansteigender landwirtschaftlicher Energiegewinn wirkte sich negativ aus, okosystemarer Energiegewinn bewirkte das Gegenteil. Weiterhin konnte eine Zuordnung der Arthropoden in funktionale Gruppen die Arten- und Dominanzunterschiede der Arthropodengemeinschaften in den Kulturen erklaren. Sie beruhen auf der Notwendigkeit der Energiedissipation und beruhren den Energiefluss uber die Trophiestufen. Die Stellung der Arthropodenarten im Nahrungsnetz wird modifiziert. Aus den Befunden ist ersichtlich, dass Energie basierte Daten Hinweise auf den Biodiversitatsstatus der Anbausysteme geben. Sie konnen Grundlage fur die Ableitung indirekter Status- und Wirkungsindikatoren sein. Daneben fordern die Befunde das Verstandnis uber Okosystemprozesse und zu den Inhalten des Begriffes „Intensitat“ im Kontext der Bewertung okologischer Nachhaltigkeit.

The many cores design research community have shown high interest in optical crossbars on chip for more than a decade. Key properties of optical crossbars, namely a) contention-free data routing b) low-latency communication and c) potential for high bandwidth through the use of WDM, motivate several implementations. These implementations demonstrate very different scalability and power efficiency ability depending on three key design factors: a) the network topology, b) the considered layout and c) the insertion losses induced by the fabrication process. The emerging design technique relying on multi-layer deposited silicon allows reducing optical losses, which may lead to significant reduction of the power consumption. In this paper, multi-layer deposited silicon based crossbars are proposed and compared. The results indicate that the proposed ring-based network exhibits, on average, 22% and 51.4% improvement for worst-case and average losses respectively compared to the most power-efficient related crossbars.

The effects resulting from the introduction of a controlled perturbation in a single pattern membrane on its absorption are first studied and then analyzed on the basis of band folding considerations. The interest of this approach for photovoltaic applications is finally demonstrated by overcoming the integrated absorption of an optimized single pattern membrane through the introduction of a proper pseudo disordered perturbation.

In this paper, we propose a method for tailoring the absorption in a photonic crystal membrane. For that purpose, we first applied Time Domain Coupled Mode Theory to such a subwavelength membrane and demonstrated that 100% resonant absorption can be reached even for a symmetric membrane, if degenerate modes are involved. Design rules were then derived from this model in order to tune the absorption. Subsequently, Finite Difference Time Domain simulations were used as a proof of concept and carried out on a low absorbing material (extinction coefficient=10-2) with a high refractive index corresponding to the optical indices of amorphous silicon at around 720 nm. In doing so, 85% resonant absorption was obtained, which is significantly higher than the commonly reported 50% maximum value. Those results were finally analyzed and confronted to theory so as to extend our method to other materials, configurations and applications.