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We determine the ground state properties of inhomogeneous mixtures of bosons and fermions in cubic lattices and parabolic confining potentials. For finite hopping we determine the domain boundaries between Mott-insulator plateaux and hopping-dominated regions for lattices of arbitrary dimension within mean-field and perturbation theory. The results are compared with a new numerical method that is based on a Gutzwiller variational approach for the bosons and an exact treatment for the fermions. The findings can be applied as a guideline for future experiments with trapped atomic Bose- Fermi mixtures in optical lattices
As a non-contact process laser beam melt ablation offers several advantages compared to conventional processing mechanisms. During ablation the surface of the workpiece is molten by the energy of a CO2-laser beam, this melt is then driven out by the impulse of an additional process gas. Although the idea behind laser beam melt ablation is rather simple, the process itself has a major limitation in practical applications: with increasing ablation rate surface quality of the workpiece processed declines rapidly. With different ablation rates different surface structures can be distinguished, which can be characterised by suitable surface parameters. The corresponding regimes of pattern formation are found in linear and non-linear statistical properties of the recorded process emissions as well. While the ablation rate can be represented in terms of the line-energy, this parameter does not provide sufficient information about the full behaviour of the system. The dynamics of the system is dominated by oscillations due to the laser cycle but includes some periodically driven non-linear processes as well. Upon the basis of the measured time series, a corresponding model is developed. The deeper understanding of the process can be used to develop strategies for a process control.
Eine Nutzung der optischen Anisotropie dünner Schichten ist vor allem für die Displaytechnologie, die optische Datenspeicherung und für optische Sicherheitselemente von hoher Bedeutung. Diese Doktorarbeit befasst sich mit theoretischen und experimentellen Untersuchung von dreidimensionaler Anisotropie und dabei insbesondere mit der Untersuchung von lichtinduzierter dreidimensionaler Anisotropie in organischen dünnen Polymer-Schichten. Die gewonnenen Erkentnisse und entwickelten Methoden können wertvolle Beiträge für Optimierungsprozesse, wie bei der Kompensation der Blickwinkelabhängigkeit von Flüssigkristall-Displays, liefern. Die neue Methode der Immersions-Transmissions-Ellipsometrie (ITE) zur Untersuchung von dünneren Schichten wurde im Rahmen dieser Dissertation entwickelt. Diese Methode gestattet es, in Kombination mit konventioneller Reflexions- und Transmissionsellipsometrie, die absoluten dreidimensionalen Brechungsindices einer biaxialen Schicht zu bestimmen. Erstmals gelang es damit, das dreidimensionale Brechungsindexellipsoid von transparenten, dünneren (150 nm) Filmen hochgenau (drei Stellen hinter dem Komma) zu bestimmen. Die ITE-Methode hat demzufolge das Potential, auch bei noch dünneren Schichten mit Gewinn eingesetzt werden zu können. Die lichtinduzierte Generierung von dreidimensionaler Anisotropie wurde in dünnen Schichten von azobenzenhaltigen und zimtsäurehaltigen, amorphen und flüssig-kristallinen Homo- und Copolymeren untersucht. Erstmals wurden quantitative Untersuchungen zur Änderung von lichtinduzierten, dreidimensionalen Anisotropien in dünnen Schichten von azobenzenhaltigen und zimtsäurehaltigen Polymeren bei Tempern oberhalb der Glastemperatur durchgeführt. Bei vielen der untersuchten Polymere war die dreidimensionale Ordnung nach dem Bestrahlen mit polarisiertem Licht und anschließendem Tempern oberhalb der Glastemperatur scheinbar von der Schichtdicke abhängig. Die Ursache liegt wohl in der, mit der neuentwickelten ITE-Methode detektierten, planaren Ausgangsorientierung der aufgeschleuderten dünneren Schichten. Um Verkippungs-Gradienten in dickeren Polymerschichten in ihrem Verlauf zu bestimmen, wurde eine spezielle Methode unter Benutzung der Wellenleitermoden-Spektroskopie entwickelt. Quantenchemisch bestimmte, maximal induzierbare Doppelbrechungen in flüssig-kristallinen Polymeren wurden mit den experimentell gefundenen Ordnungen verglichen.