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Final Report Abstract
Am Institut für Nanoelektronik wurden anwenderspezifische Schaltkreise (ASIC) für die Medizintechnik entwickelt. Gerade im Bereich der implantierbaren Medizintechnik spielt die Zuverlässigkeit der CMOS-Technologien eine wichtige Rolle. Mit Hilfe der Altix 4700 ist das Degradationsverhalten der Feldeffekttransistoren mit Hilfe der Quantenmechanik atomistisch untersucht worden. Dabei wurde das Dielektrikum modelliert und mit einem quantenchemischen Verfahren, der Dichtefunktionaltheorie, wurden Reaktionspfade und Übergangswahrscheinlichkeiten von potenziellen Reaktionen ermittelt und ausgewertet. Zusätzlich ist mit Ansatz der Greenschen Funktionen die Berechnung des Tunnelstroms des Siliziumdioxids von unterschiedlichen Defekten verfolgt worden. Das Institut für Geotechnik und Baubetrieb hat sich mit der Simulation von Herstellungsprozessen von Pfählen beschäftigt. Herstellungseinflüsse wurden in der Geotechnik bislang nur wenig untersucht und deren Auswirkungen auf das Tragverhalten geotechnischer Strukturen sowie die umgebende Umwelt waren weitestgehend unbekannt. Mit Hilfe komplexer numerischer Simulationen wurde der Herstellungsprozess von Pfählen, die in den Boden eingedrückt, einvibriert oder eingerammt werden, untersucht. Die Dissertationen von Mahutka (2008) und Henke (2009) zeigen, dass die Simulation dieser Herstellungsprozessen möglich ist und wie sich die Herstellungen auf die Zustandsparameter des umgebenden Bodens auswirken. Weiterhin konnte der Einfluss der Herstellung auf benachbarte Bauteile ermittelt werden. In weiteren Arbeiten wurde das Verformungsverhalten von geotechnischen Strukturen untersucht, dessen realistische Simulation aufgrund des sehr komplexen Spannungs-Dehnungsverhaltens von Böden hohe Anforderungen an die verwendeten Simulationshardware stellt. Wie die Publikationsliste zeigt, konnte in dem Zeitraum durch numerische Simulationen umfangreiche Erkenntnisse zum Tragverhalten geotechnischer Strukturen erlangt werden. Das Institut für chemische Reaktionstechnik hat die Altix 4700 im Berichtszeitraum für Simulationrechnungen mit VASP genutzt. Die meisten chemischen Produkte werden mit Hilfe von Katalysatoren hergestellt, nämlich weltweit in 90% aller chemischen Prozesse. Katalysatoren beschleunigen Reaktionen und konvertieren Reaktionsmittel zu dem gewünschten Produkt ohne selbst verbraucht zu werden. Nach einem katalytischen Zyklus ist der Katalysator wieder in seinem Ursprungszustand. Das Forschungsziel ist ein Verständnis der katalytischen Phanömene bei Nanomaterialien, so dass gezieltes Design neuer Katalysatoren möglich ist. Insbesondere wurden auf der Altix in folgenden Bereichen Simulationen durchgeführt: Absorption von 2,5 pyridine di-carboxylic acid auf Cu(011) Oberflächen; verschiedene Reaktionen in Zeoliten wie das monomolekulare Spalten von leichten Alkanen auf HZSM-5 Oberflächen.
Publications
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N. E. R. Zimmermann, M. Haranczyk, M. Sharma, B. Liu, B. Smit, F. J. Keil
