TY  - THES
A1  - Richter, Georg
T1  - Nachweis der elektrischen Spin-Injektion in II-VI-Halbleiter mittels Messung des elektrischen Widerstandes
T1  - Experimental proof of electrical spin injection into II-VI semiconductors by measuring the electric resistance
N2  - Die bisherigen Ergebnisse der elektrischen Spininjektion in Halbleiter im diffusivem Regime werden mit dem Modell von Schmidt et. al gut beschrieben. Eine Folgerung aus diesem Modell ist, dass n-dotierte, verdünnte magnetische Halbleiter ("diluted magnetic semiconductors", DMS) als Injektor-Materialien für die elektrische Spininjektion in Halbleiter gut geeignet sind. Im Jahr 1999 wurde darüber hinaus die elektrische Injektion von einem DMS in einem nicht magnetisch dotierten Halbleiter ("non magnetic semiconductors", NMS) mit optischen Mitteln nachgewiesen. Die elektrischen Eigenschaften des Metall-Halbleiter-Kontaktes vom Materialsystem n-(Be,Zn,Mn)Se - n-(Be,Zn)Se wurden untersucht und optimiert, wobei spezifische Kontakwiderstände von bis zu ca. 2 10^-3 Ohm cm^2 bei 4 K erreicht wurden. Der Kontakt zwischen n-(Be,Zn,Mn)Se und n-(Be,Zn)Se ist unkritisch, weil der auftretende Leitungsband-Offset lediglich 40 meV beträgt. Die Spininjektionsmessungen wurden an Bauteilen mit einem adaptiertem Design der Transmission-Line Messungen ("TLM") durchgeführt. Bei diesem Materialsystem wurde am Gesamtbauteil ein positiver Magnetowiderstand von bis zu 25 % detektiert. Da sowohl der intrinsische Magnetowiderstand der einzelnen Halbleiterschichten negativ bzw. konstant war, als auch kein besonderes Magnetowiderstandsverhalten an der Metall-Halbleiter-Grenzschicht festgestellt werden konnte, kann dieser Magnetowiderstand als erster elektrischer Nachweis einer Spininjektion in einen Halbleiter angesehen werden. Die bei geringeren Temperaturen (300 mK und 2 K) bereits bei kleineren B-Feldern eintretende Sättigung des Widerstandes ist darüberhinaus mit der Temparaturabhängigkeit der Zeeman-Aufspaltung des DMS in Einklang zu bringen. Eine systematische Untersuchung dieses "Large Magnetoresistance" Effektes von der Dotierung der beteiligten Halbleiter zeigt hingegen ein komplexeres Bild auf. Es scheint ein optimales Dotierregime, sowohl für den DMS als auch für den NMS zu geben. Höhere oder geringere Dotierung reduzieren die relative Größe des positiven Magnetowiderstandes. Auch bei stark unterschiedlich dotierten DMS- und NMS-Schichten tritt eine (partielle) Unterdrückung des Magnetowiderstandes auf, in Übereinstimmung mit dem Modell. Dies lässt den Schluss zu, dass neben einer, der Spininjektion abträglichen, großen Differenz der Ladungsträgerdichten, evtl. auch die Bandstrukturen der beteiligten Halbleiter für die Spininjektionseffekte von Bedeutung ist. Um die elektrische Spininjektion auch in der technologisch wichtigen Familie der III/V Halbleiter etablieren zu können, wurde die elektrische Spininjektion von n-(Cd,Mn)Se in n-InAs untersucht. Basierend auf den Prozessschritten "Elektronenstrahlbelichtung" und "nasschemisches Ätzen" wurde eine Ätztechnologie entwickelt und optimiert, bei der die Ätzraten über die zuvor durchgeführte EBL kontrollierbar eingestellt werden können. Mesas mit Breiten von bis zu 12 nm konnten damit hergestellt werden. Untersuchungen zur elektrischen Spininjektion von (Cd,Mn)Se in InAs wurden mit Stromtransport senkrecht zur Schichtstruktur durchgeführt. Erste Messungen deuten bei niedrigen Magnetfeldern (B< 1,5 T) auf eine ähnliche Abhängigkeit des Gesamtwiderstand vom externen Feld hin wie im Materialsystem (Be,Zn,Mn)Se - (Be,Zn)Se. Allerdings tritt bei höheren Feldern ein stark negativer Magnetowiderstand des Gesamtbauteils auf, der qualitativ einen ähnlichen Verlauf zeigt wie die (Cd,Mn)Se-Schicht allein. Da die I/U Kennlininen des Gesamtbauteils Nichtlinearitäten aufweisen, können Tunneleffekte an einer oder mehrerer Barrieren eine wichtige Rolle spielen. Ob durch diese Tunneleffekte eine elektrische Spinijektion induziert wird, kann noch nicht abschließend geklärt werden. Wünschenswert ist daher eine weitere Charakterisierung der Einzelschichten. Ein weiteres Ziel ist, in Verbindung mit den oben angeführten technologischen Vorbereitungen, eine durch Nanostrukturierung ermöglichte, delokale Messung des Magnetowiderstand. Durch dieses Messverfahren könnten etwaige Tunnel-Effekte an der Metall-DMS Schicht zwanglos von denen an der DMS-NMS Grenzschicht getrennt werden.
N2  - This work deals with electrical spin injection in the diffusive regime. Results published up to now can be satisfactorily explained by the model of Schmidt et. al. As a consequence of the model, n-doped diluted magnetic semiconductors (DMS) are expected to be particularly suitable as injectors for electrical spin injection into non magnetic semiconductors (NMS). Furthermore electrical spin injection from a DMS into a NMS was confirmed by optical means in 1999. The electrical properties of the metal-semiconductor contact of the n doped (Be,Zn,Mn)Se and (Be,Zn)Se were investigated and optimized. Specific contact resistance values down to approx. 2 10^{-3} Ohm cm^2 could be reached at 4 K. The resistance at the interface between n-(Be,Zn,Mn)Se and n-(Be,Zn)Se can be neglected due to a small conduction band offset of only 40 meV. For spin injection experiments, devices with an adapted tranmission line design were fabricated. A relative magnetoresistance of the device of up to +25 % was achieved. In contrast, the intrinsic magnetoresistance of the individual semiconductor layers was negative or constant. In addition, no magnetoresistance at the metal semiconductor interface could be observed. Hence, the magnetoresistance of the device can be regarded as the first electrical proof of spin injection into a semiconductor. At low temperatures (300 mK and 2 K) saturation of the magnetoesistance takes place at lower fields. This can be assigned to the temperature dependence of the Zeeman-splitting in the DMS. A systematic study of this "Large Magnetoresistance" effect yields a complex dependency on the doping level. It appears that an optimal doping regime exists, both for the DMS and the NMS layer. Departures from these values reduce the relative magnitude of the magnetoresistance. Moreover very different doping levels of the DMS and NMS Layers result in a (partial) suppression of the magnetoresistance, consistent with the model. Thus, not only large differences of the doping levels, but also the band structures of the involved layers may have an impact on electrical spin injection. In order to establish electrical spin injection in III/V semiconductors the material system n-(Cd,Mn)Se / n-InAs was investigated. A new etching technology was developed for InAs-(Al,Ga)Sb, combining the steps of "electron beam exposure" and "wet chemical etching". This combination leads to etch rates which can be reproducibly adjusted by prior electron beam exposure. Mesas with widths down to 12 nm were achieved. Experiments for electrical spin injection from (Cd,Mn)Se into InAs were performed with current direction perpendicular to the layers. First measurements up to moderate fields (B< 1,5 T) indicated a dependency of the resistance on the external field similiar to that of the material (Be,Zn,Mn)Se - (Be,Zn)Se. Indeed, at higher fields the device exhibits a large negative magnetoresistance comparable to the single (Cd,Mn)Se layer. The I/V curves of the device are nonlinear, so tunneling effects in one or several of the interfaces may play a major role. It is not clear yet if these effects induce an electrical spin injection. Hence, further electrical characterization of the involved layers are called for. Furthermore a non-local measurement of the magnetoresistance could help in distinguishing between tunneling effects at the metal semiconductor interface and those between DMS and NMS.
KW  - Zwei-Sechs-Halbleiter
KW  - Elektronenspin
KW  - Diffusionsverfahren <Halbleitertechnologie>
KW  - Spin-Injektion
KW  - Halbleiter
KW  - Magnetowiderstand
KW  - Spin-Polarisation
KW  - spin injection
KW  - semiconductor
KW  - magnetoresistance
KW  - spin polarization
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-10911
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sommer, Kim K.
A1  - Amr, Ali
A1  - Bavendiek, Udo
A1  - Beierle, Felix
A1  - Brunecker, Peter
A1  - Dathe, Henning
A1  - Eils, Jürgen
A1  - Ertl, Maximilian
A1  - Fette, Georg
A1  - Gietzelt, Matthias
A1  - Heidecker, Bettina
A1  - Hellenkamp, Kristian
A1  - Heuschmann, Peter
A1  - Hoos, Jennifer D. E.
A1  - Kesztyüs, Tibor
A1  - Kerwagen, Fabian
A1  - Kindermann, Aljoscha
A1  - Krefting, Dagmar
A1  - Landmesser, Ulf
A1  - Marschollek, Michael
A1  - Meder, Benjamin
A1  - Merzweiler, Angela
A1  - Prasser, Fabian
A1  - Pryss, Rüdiger
A1  - Richter, Jendrik
A1  - Schneider, Philipp
A1  - Störk, Stefan
A1  - Dieterich, Christoph
T1  - Structured, harmonized, and interoperable integration of clinical routine data to compute heart failure risk scores
JF  - Life
N2  - Risk prediction in patients with heart failure (HF) is essential to improve the tailoring of preventive, diagnostic, and therapeutic strategies for the individual patient, and effectively use health care resources. Risk scores derived from controlled clinical studies can be used to calculate the risk of mortality and HF hospitalizations. However, these scores are poorly implemented into routine care, predominantly because their calculation requires considerable efforts in practice and necessary data often are not available in an interoperable format. In this work, we demonstrate the feasibility of a multi-site solution to derive and calculate two exemplary HF scores from clinical routine data (MAGGIC score with six continuous and eight categorical variables; Barcelona Bio-HF score with five continuous and six categorical variables). Within HiGHmed, a German Medical Informatics Initiative consortium, we implemented an interoperable solution, collecting a harmonized HF-phenotypic core data set (CDS) within the openEHR framework. Our approach minimizes the need for manual data entry by automatically retrieving data from primary systems. We show, across five participating medical centers, that the implemented structures to execute dedicated data queries, followed by harmonized data processing and score calculation, work well in practice. In summary, we demonstrated the feasibility of clinical routine data usage across multiple partner sites to compute HF risk scores. This solution can be extended to a large spectrum of applications in clinical care.
KW  - medical informatics initiative
KW  - HiGHmed
KW  - medical data integration center
KW  - clinical routine data
KW  - heart failure
KW  - risk prediction scores
KW  - semantic interoperability
KW  - openEHR
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-275239
SN  - 2075-1729
VL  - 12
IS  - 5
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gottschalk, Michael G.
A1  - Richter, Jan
A1  - Ziegler, Christiane
A1  - Schiele, Miriam A.
A1  - Mann, Julia
A1  - Geiger, Maximilian J.
A1  - Schartner, Christoph
A1  - Homola, György A.
A1  - Alpers, Georg W.
A1  - Büchel, Christian
A1  - Fehm, Lydia
A1  - Fydrich, Thomas
A1  - Gerlach, Alexander L.
A1  - Gloster, Andrew T.
A1  - Helbig-Lang, Sylvia
A1  - Kalisch, Raffael
A1  - Kircher, Tilo
A1  - Lang, Thomas
A1  - Lonsdorf, Tina B.
A1  - Pané-Farré, Christiane A.
A1  - Ströhle, Andreas
A1  - Weber, Heike
A1  - Zwanzger, Peter
A1  - Arolt, Volker
A1  - Romanos, Marcel
A1  - Wittchen, Hans-Ulrich
A1  - Hamm, Alfons
A1  - Pauli, Paul
A1  - Reif, Andreas
A1  - Deckert, Jürgen
A1  - Neufang, Susanne
A1  - Höfler, Michael
A1  - Domschke, Katharina
T1  - Orexin in the anxiety spectrum: association of a HCRTR1 polymorphism with panic disorder/agoraphobia, CBT treatment response and fear-related intermediate phenotypes
JF  - Translational Psychiatry
N2  - Preclinical studies point to a pivotal role of the orexin 1 (OX1) receptor in arousal and fear learning and therefore suggest the HCRTR1 gene as a prime candidate in panic disorder (PD) with/without agoraphobia (AG), PD/AG treatment response, and PD/AG-related intermediate phenotypes. Here, a multilevel approach was applied to test the non-synonymous HCRTR1 C/T Ile408Val gene variant (rs2271933) for association with PD/AG in two independent case-control samples (total n = 613 cases, 1839 healthy subjects), as an outcome predictor of a six-weeks exposure-based cognitive behavioral therapy (CBT) in PD/AG patients (n = 189), as well as with respect to agoraphobic cognitions (ACQ) (n = 483 patients, n = 2382 healthy subjects), fMRI alerting network activation in healthy subjects (n = 94), and a behavioral avoidance task in PD/AG pre- and post-CBT (n = 271). The HCRTR1 rs2271933 T allele was associated with PD/AG in both samples independently, and in their meta-analysis (p = 4.2 × 10−7), particularly in the female subsample (p = 9.8 × 10−9). T allele carriers displayed a significantly poorer CBT outcome (e.g., Hamilton anxiety rating scale: p = 7.5 × 10−4). The T allele count was linked to higher ACQ sores in PD/AG and healthy subjects, decreased inferior frontal gyrus and increased locus coeruleus activation in the alerting network. Finally, the T allele count was associated with increased pre-CBT exposure avoidance and autonomic arousal as well as decreased post-CBT improvement. In sum, the present results provide converging evidence for an involvement of HCRTR1 gene variation in the etiology of PD/AG and PD/AG-related traits as well as treatment response to CBT, supporting future therapeutic approaches targeting the orexin-related arousal system.
KW  - human behaviour
KW  - molecular neuroscience
KW  - personalized medicine
KW  - predictive markers
KW  - psychiatric disorders
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-227479
VL  - 9
ER  -