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Sonstige beteiligte Institutionen
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.
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.
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.