bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Orbits and chaos of a two‐fluid magnetized plasma oscillator subjected to parametric excitation with square delayed feedback
Authors: Hu Sengen , Zhou Liangqiang 
Published: September 2023

AbstractIn this manuscript, a two‐fluid magnetized plasma oscillator subjected to parametric excitation with square delayed feedback is studied both analytically and numerically. The Hamilton systems of triple‐well and narrow single‐well are discussed in detail. The scenarios of phase portraits and equilibria are given. Homoclinic and heteroclinic orbits are strictly derived. With the Melnikov method, the critical value of chaos arising from homoclinic or heteroclinic intersections is derived analytically. We have discovered some interesting dynamic phenomena, such as uncontrollable time delays with which chaos always occurs for this system. The influence of time‐delay on the chaotic property is also studied rigorously. On the basis of theoretical analysis, some numerical simulations including time histories, phase portraits, bifurcation diagrams, Poincaré sections, Lyapunov exponential spectrums and attractor basins are given. Numerical simulations are consistent with theoretical results.
Photocatalytic Deposition for Metal Line Formation
Authors: Veziroglu Salih , Paulsen Moritz , Schardt Jan , Adejube Blessing , Aktas Cenk , Vahl Alexander , Gerken Martina 
Published: September 2023

AbstractIn neural systems, plasticity can be found throughout a variety of scales, ranging from local synaptic plasticity between two neurons towards long-range connections and global plasticity within larger neuron assemblies. While memristive devices have attracted a lot of attention as a potential neuromorphic analog to represent local synapses and are regarded as promising building blocks for neuromorphic engineering, long-range connections and globally mediated aspects like homeoplasticity are not yet widely considered for neuromorphic systems. In this chapter, photocatalytic deposition is discussed as an approach to form metallic structures from a global liquid reservoir. In this context, the photocatalytic properties of TiO2 thin films are employed to reduce metallic species from the surrounding solution. This chapter will elucidate the fundamental process of photocatalytic deposition with photocatalytic TiO2 thin films and will showcase the applicability towards the formation of metallic structures at the example of arrangements of locally grown metallic Au structures.
Modeling and Simulation of Silver-Based Filamentary Memristive Devices
Authors: Dirkmann Sven , Trieschmann Jan , Mussenbrock Thomas 
Published: September 2023

AbstractMemristive devices based on filamentary switching are investigated by 3D kinetic Monte Carlo simulations. The electrochemical metallization device under consideration consists of a stack of Ag/TiO$$_x$$

x

/Pt thin layers. By modeling the Ag ion transport within the solid state electrolyte, driven by the electric field and thermal diffusion, the dynamics of resistive switching and conducting filament growth/dissolution are studied. The model allows to resolve the macroscopic time scale of consecutive growth and dissolution cycles. It provides realistic current-voltage relations as observed experimentally. Simultaneously, it grants a detailed characterization of the influence of the electric field and the thermal heat on the local resistive switching dynamics. It finally provides insight into the microscopic physical mechanisms involved in the set and reset kinetics during switching. It is concluded that the force due to electromigration on Ag in the closed filament may not be negligible during reset process of the device.
Memristive Switching: From Individual Nanoparticles Towards Complex Nanoparticle Networks
Authors: Carstens Niko , Terasa Maik-Ivo , Holtz Pia , Kaps Sören , Strunskus Thomas , Hassanien Abdou , Adelung Rainer , Faupel Franz , Vahl Alexander 
Published: September 2023

AbstractNovel hardware concepts in the framework of neuromorphic engineering are intended to overcome fundamental limits of current computer technologies and to be capable of efficient mass data processing. To reach this, research into material systems which enable the implementation of memristive switching in electronic devices, as well as into analytical approaches helping to understand fundamental mechanisms and dynamics of memristive switching is inevitable. In this chapter, memristive switching based on Ag metal filament formation is discussed throughout different scales, providing insights on the stability of metal filaments and the onset of collective behaviour. An unconventional cAFM approach, which intends to integrate the memristive system directly on the apex of the cantilever instead of usual contacting is presented. This facilitates the nanoscale probing of filamentary memristive switching dynamics on long time scales for the purpose of basic research, which is demonstrated by an archetypical electrochemical metallization (ECM) based system consisting of Ag/Si3N4/Au. Further, the application of AgAu and AgPt noble metal alloy nanoparticles (NPs) for memristive devices is discussed with special focus on the device scalability. For the smallest scale it is shown, that a single AgPt-NP encapsulated in SiO2 operates via stable diffusive switching. Finally, two concepts for the self-assembled fabrication of NP-based memristive switch networks are evaluated regarding to collective switching dynamics: A sub-percolated CNT network decorated with AgAu-NPs and a Ag-NP network poised at the percolation threshold. The hybrid CNT/AgAu-NPs networks exhibit a mixed form of diffusive and bipolar switching, which is very interesting for tailoring the retention time, while the networks dynamics of percolated Ag-NP networks are governed by ongoing transitions between a multitude of metastable states, which makes them interesting for reservoir computing and other neuromorphic computation schemes.
Einsatzmöglichkeiten von Animationsvideos realer Unterrichtsszenen in der universitären kunstdidaktischen Lehrer*innenausbildung
Authors: Teuwsen Jutta 
Published: September 2023

ZusammenfassungIn diesem Beitrag wird der Frage nachgegangen, wie Unterrichtsvideos zur Auseinandersetzung mit Bildern im Fachunterricht anderer Fächer auch für die Kunstdidaktikausbildung nutzbar gemacht werden können: Schließlich spielt der Umgang mit historischem oder tagespolitischem Bildmaterial eine große Rolle im Geschichts-, im Deutsch-, im Politikunterricht und in vielen anderen Fächern. Hierzu wird nach dieser Einführung zunächst ein Blick auf die Kompetenzorientierung in der Kunstdidaktik geworfen: Was muss guter Kunstunterricht heute leisten? Die Beantwortung dieser Frage ist die Grundlage für die Reflexion der Parallelen zwischen der Kunstdidaktik und anderen Fachdidaktiken, wie der Geschichts- und auch der Politikdidaktik. In welcher Weise ist es überhaupt möglich, Unterrichtsvideos aus anderen Schulfächern für die kunstdidaktische Ausbildung hinzuzuziehen? Es wird konkret der mögliche Einsatz zweier LArS-Videos in der Lehramtsausbildung Kunst vorgestellt. Ein kurzer Ausblick schließt diesen Beitrag.
Kompetenzorientiert Prüfen mit Animationsvideos und Comics realer Unterrichtsszenen
Authors: Teuwsen Jutta 
Published: September 2023

ZusammenfassungWie lassen sich Unterrichtsaufnahmen von anderen Lehrpersonen konstruktiv in das universitäre Prüfen integrieren? Hierum soll es in diesem Beitrag gehen. Nach der Einführung wird erläutert, welche Rolle Prüfungen in der Lehramtsausbildung spielen und wie sich Unterrichtsvideos grundsätzlich dort verorten lassen. Anschließend werden zwei Möglichkeiten vorgestellt, Animationsvideos realer Unterrichtsszenen in mündlichen Prüfungen zu verwenden und es wird erläutert, welche Rahmenbedingungen für einen gelungenen Einsatz entscheidend sind. Ein möglicher Einsatz von Unterrichtsrepräsentationen in Klausuren wird anschließend ausformuliert. Weiter wird schließlich erwogen, inwiefern auch schriftliche Arbeiten in der Lehramtsausbildungen sich auf die Unterrichtsvideos beziehen können bevor dieser Beitrag mit einem abschließenden Fazit endet.
Barrierefreie Videos und Onlineumgebungen im Bildungskontext: Herausforderungen und Lösungsansätze am Beispiel LArS
Authors: Jakob-Elshoff Sophie , Haage Anne , Lindecke Sebastian , Lüttmann Finnja , Moesch Marc , Teuwsen Jutta 
Published: September 2023

ZusammenfassungFür eine inklusive und diversitätssensible Lehre sind barrierefreie Lehr-Lernmaterialien Voraussetzung. Der Beitrag beschreibt die Grundlagen barrierefreier Videos und die Besonderheiten, die für Videos im Bildungskontext wichtig sind. Zudem wird der Arbeitsprozess im LArS-Projekt exemplarisch dargestellt, bei dem die interdisziplinäre Kooperation zwischen Fachdidaktiker*innen und Fachleuten für Barrierefreiheit von Bedeutung war. Barrierefreiheit muss von Anfang an berücksichtigt werden und kann nicht erst am Ende des Produktionsprozesses hinzugefügt werden.
Animationsvideos realer Szenen sozialwissenschaftlichen Fachunterrichts: zur Konzeption eines neuen Lehr-/Lernmediums für die Lehrer*innenbildung
Authors: Gronostay Dorothee , Hahn-Laudenberg Katrin , Manzel Sabine 
Published: September 2023

ZusammenfassungIn diesem Beitrag werden Animationsvideos realer Unterrichtsszenen aus dem Projekt LArS.nrw als neues Lehr-/Lernmedium für die Lehrer*innenbildung vorgestellt. Es handelt sich um kurze Filme im Trickfilmformat, die gezeichnete Szenen von realen und fachdidaktisch besonders interessanten Unterrichtsszenen darstellen. Der Beitrag zeigt auf Basis einer Bestandsaufnahme frei zugänglicher Unterrichtsvideos von sozialwissenschaftlichen Unterrichtsfächern auf, welches Potenzial diesem neuen Lehr-/Lernmedium für die Lehrer*innenbildung zukommt.
Auf unsicherem Terrain: Zur Konzeption von Lehr-/Lernaufgaben zur professionellen Wahrnehmung der Qualität von Unterrichtseinstiegen in sozialwissenschaftlichen Unterrichtsfächern
Authors: Gronostay Dorothee 
Published: September 2023

ZusammenfassungDer Beitrag fragt danach, welche Qualitätskriterien an Einstiege im sozialwissenschaftlichen Fachunterricht angelegt werden und damit als inhaltliche Kriterien einer professionellen Unterrichtswahrnehmung dieser wichtigen Unterrichtsphase dienen können. Deutlich wird, dass der Stand fachdidaktischer Theorie und Empirie zu fachlicher Unterrichtsqualität keine hinreichend validierten und auf Unterricht hin konkretisierten Kriterien bietet. Dies stellt ein großes Forschungsdesiderat und eine Limitation für die Wissenschaftlichkeit der Lehrkräftebildung (im sozialwissenschaftlichen Unterrichtsfächern) dar.
Professionelle Unterrichtswahrnehmung von Urteilsbildungs- und Diskussionsphasen
Authors: Heyen Frederik , Manzel Sabine 
Published: September 2023

ZusammenfassungDer Beitrag thematisiert die professionelle Unterrichtswahrnehmung von politischen Urteils- und Diskussionsphasen und das Potenzial von Unterrichtsaufnahmen für eine fachdidaktisch gerichtete Förderung in der Lehrkräftebildung. Ausgehend von politikdidaktischen Modellierungen von Politik-, Argumentations- und Urteilskompetenz schlussfolgern die Autor*innen, dass fachdidaktisches Wissen von (angehenden) Lehrkräften für die Konzeption und Durchführung sowie die wissensbasierte Beobachtung, Analyse und Reflexion von Urteils- und Diskussionsphasen von zentraler Bedeutung ist.
Critical Incidents im sozialwissenschaftlichen Fachunterricht
Authors: Kindlinger Marcus , Hahn-Laudenberg Katrin 
Published: September 2023

ZusammenfassungCritical Incidents sind auf besondere Weise herausfordernde Situationen des sozialwissenschaftlichen Unterrichts. In unserem Beitrag umreißen wir ein fachdidaktisches Verständnis von Critical Incidents, welches wir auf eine fachspezifisch ausgelegte professionelle Wahrnehmung beziehen. Wir orientieren uns an zwei Schwerpunkten des LArS-Moduls C: 1) Herausforderungen der Kontroversität und 2) Umgang mit Präkonzepten als Herausforderung der Diskursivität. Wir diskutieren, inwiefern Critical Incidents in diesen Bereichen Kernpraktiken darstellen und als Reflexionsanlässe genutzt werden können.
Vorstellung LArS-Modul B: Politische Urteilsbildung im sozialwissenschaftlichen Fachunterricht
Authors: Heyen Frederik , Manzel Sabine 
Published: September 2023

ZusammenfassungDer Beitrag stellt die Konzeption, Bestandteile und Ziele eines auf Animationsfilmen basierenden OER-Lehr-/Lernangebots im Bereich der politischen Urteilsbildung für die Lehrkräftebildung vor (LArS.nrw Modul B). Es werden Strukturen der begleitenden Lernaufgaben sowie fachtheoretische Überlegungen und Kompetenzerwartungen zu einzelnen Lerneinheiten erläutert und Anforderungen an Lernende für den Einsatz in Lehr-/Lernsettings aufgezeigt.
Vom Prototypen zur Serienfertigung
Authors: Heimes Heiner Hans , Kampker Achim , Dorn Benjamin , Kraus Andreas , Nankemann Michael 
Published: September 2023

ZusammenfassungIm Zuge des Industrialisierungsprozesses haben methodische Bausteine eine signifikante Bedeutung erlangt. Diese Bausteine liegen entlang des Produktentwicklungszyklus und sind grundsätzlich unabhängig vom betrachteten Produkt. Mit Blick auf die Elektromobilität gilt es jedoch, während der unterschiedlichen Schritte spezifische Herausforderungen zu adressieren. Anlaufmanagement, Anlaufstrategie und Anlauforganisation beispielsweise erhalten einen besonderen Stellenwert, da Produkt und Prozesse im Rahmen der Elektromobilität von unscharfen Interdependenzen und teils unterschiedlichen technischen Reifegraden charakterisiert sind. Ein weiteres Beispiel bildet das Lieferantenmanagement: Es muss die veränderte Wertschöpfungskette innerhalb der Elektromobilität vor allem im Hinblick auf neue Marktteilnehmer – besonders im asiatischen Raum – berücksichtigen. Dieser und weitere methodische Bausteine werden im Folgenden beschrieben.
Produktionsverfahren von Batteriezellen und -systemen
Authors: Heimes Heiner Hans , Dorn Benjamin , Locke Marc , Wennemar Sarah , Ludwigs Robert , Plocher Lorenz , Voß Simon 
Published: September 2023

ZusammenfassungDie Bereitstellung der elektrischen Antriebsenergie erfolgt in batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) derzeit überwiegend durch Lithium-Ionen-Batteriesysteme. Diese Systeme bestehen aus Batteriemodulen und Batteriezellen in unterschiedlichen Formaten. Das Batteriesystem ist dabei eine Schlüsselkomponente des Elektrofahrzeugs und beeinflusst maßgeblich die Reichweichte sowie die Performance. Außerdem macht das Batteriesystem einen Großteil der Kosten von heutigen Elektrofahrzeugen aus. Um im internationalen Wettbewerb langfristig erfolgreich zu sein, müssen Hersteller von Elektrofahrzeugen daher bereits in der Entwicklung und Produktion von Batteriesystemen Qualitäts- und Kostenpotenziale ausschöpfen. Darüber hinaus wird eine nachhaltige Produktion von Batteriezellen, -modulen und -systemen besonders in Europa in den kommenden Jahren immer wichtiger.
Drei Säulen der Nachhaltigkeit und Bewertungsansätze
Authors: Backes Jana Gerta , Mankaa Rose Nangah , Traverso Marzia 
Published: September 2023

ZusammenfassungDie lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung – das „Life Cycle Sustainability Assessment“ (LCSA) – ermöglicht die Bewertung sowohl positiver als auch negativer Auswirkungen von Produkten, beispielsweise Elektro-Autos, und Dienstleistungen über deren Lebenszyklus vom Ressourcenabbau bis hin zum „End of Life“. Die LCSA-Methode ergänzt die eindimensionale Ökobilanz oder ökologische Nachhaltigkeitsbewertung (Life Cycle Assessment – LCA) um die ökonomische Dimension der Lebenszykluskostenrechnung (Life Cycle Costing – LCC) und die Sozialbilanz (Social Life Cycle Assessment – S-LCA). Der Ansatz, anhand Ökologie, Ökonomie und Sozialem alle drei Ebenen der Nachhaltigkeit miteinander zu kombinieren, geht auf die „Produktlinienanalyse“ des deutschen Öko-Instituts zurück. Daraus abgeleitet wurde der weithin akzeptierte „Triple-Bottom-Line“ (TBL)-Ansatz, den Kloepffer und Finkbeiner in den Jahren 2008 bis 2011 in eine erste Definition für „Life Cycle Sustainability Assessment“ übersetzt haben. Das LCSA-Rahmenwerk, das seit 2008/2010 genutzt wird und das auf dem dreidimensionalen Nachhaltigkeitskonzept basiert, wird durch die folgende formale Gl. (37.1) beschrieben:
Remanufacturing von Lithium-Ionen-Batterien
Authors: Heimes Heiner Hans , Kampker Achim , Offermanns Christian , Klohs Domenic , Lackner Nikolaus , Kreisköther Kim 
Published: September 2023

ZusammenfassungDas Remanufacturing von Batterien bezeichnet die aufwendige Zerlegung von Batterien und Bestandsaufnahme des Zustands der einzelnen Komponenten. Hauptsächlich wird darunter die Analyse des „State of Health“ (SoH) der Batteriezellen beziehungsweise der Batteriemodule verstanden, jedoch auch diejenige weiterer Batteriekomponenten. Der Demontage und Analyse schließen sich Austausch, Aufbereitung und Weiternutzung der jeweiligen Bestandteile in einem neu zusammengesetzten System an. Durch die weitgehende Zerlegung und Analyse bis auf die Modulebene sowie durch den konsequenten Austausch und/oder die Aufbereitung von Komponenten, die sich in schlechtem Zustand befinden, erreicht das Batteriesystem nach dem Manufacturing nahezu die Qualität eines neuen Systems. Der Lebenszyklus der weiterverwendeten Komponenten lässt sich auf diese Weise erheblich verlängern und es können bis zu 70 % der Rohstoffe gegenüber einem neuen Produkt eingespart werden.
Quantum Kaluza-Klein theory with M2(ℂ)
Authors: Liu Chengcheng , Majid Shahn 
Published: September 2023

Abstract
Following steps analogous to classical Kaluza-Klein theory, we solve for the quantum Riemannian geometry on C∞(M) ⊗ M2(ℂ) in terms of classical Riemannian geometry on a smooth manifold M , a finite quantum geometry on the algebra M2(ℂ) of 2 × 2 matrices, and a quantum metric cross term. Fixing a standard form of quantum metric on M2(ℂ), we show that this cross term data amounts in the simplest case to a 1-form Aμ on M, which we regard as like a gauge-fixed background field. We show in this case that a real scalar field on the product algebra with its noncommutative Laplacian decomposes on M into two real neutral fields and one complex charged field minimally coupled to Aμ. We show further that the quantum Ricci scalar on the product decomposes into a classical Ricci scalar on M, the Ricci scalar on M2(ℂ), the Maxwell action ||F||2 of A and a higher order ||A.F||2 term. Another solution of the QRG on the product has A = 0 and a dynamical real scalar field ϕ on M which imparts mass-splitting to some of the components of a scalar field on the product as in previous work.
Investigation of the concurrent effects of ALP-photon and ALP-electron couplings in Collider and Beam Dump Searches
Authors: Liu Jia , Luo Yan , Song Muyuan 
Published: September 2023

Abstract
Axion-like particles (ALPs) have been studied in numerous experiments to search for their interactions, but most studies have focused on deriving bounds for the single coupling. However, in ultraviolet (UV) models, these couplings can appear simultaneously, and their interplay could have important implications for collider and beam dump searches. In this study, we investigate the concurrent effects of the ALP-photon and ALP-electron couplings in a simplified model and examine how their simultaneous presence modifies existing bounds. We find that modifications to production cross-sections, decaying branching ratios, and the lifetime of the ALP are the major effects. Our results show that low-energy electron-positron colliders such as Belle-II and BaBar are primarily affected by the first two factors, while beam dump experiments such as E137 and NA64 are affected by the cross sections and lifetime. We also consider two UV models — the KSVZ-like model and a lepton-specific version of the DFSZ model — which have only one of the two couplings at tree-level. However, the other coupling can be generated at loops, and our analysis reveals that the simultaneous presence of the two couplings can significantly modify existing bounds on these models for 10−3< ma< 10 GeV, especially for beam dump experiments. Overall, our study highlights the importance of considering the concurrent effects of the ALP-photon and ALP-electron couplings in future collider and beam dump analyses.
Automated calculation of jet fragmentation at NLO in QCD
Authors: Liu ChongYang , Shen Xiao-Min , Zhou Bin , Gao Jun 
Published: September 2023

Abstract
We present FMNLO, a framework to combine general-purpose Monte Carlo generators and fragmentation functions (FFs). It is based on a hybrid scheme of phase-space slicing method and local subtraction method, and accurate to next-to-leading order (NLO) in QCD. The new framework has been interfaced to MG5_aMC@NLO and made publicly available in this work. We demonstrate its unique ability by giving theoretical predictions of various fragmentation measurements at the LHC, followed by comparison with the data. With the help of interpolation techniques, FMNLO allows for fast calculation of fragmentation processes for a large number of different FFs, which makes it a promising tool for future fits of FFs. As an example, we perform a NLO fit of parton fragmentation functions to unidentified charged hadrons using measurements at the LHC. We find the ATLAS data from inclusive dijet production show a strong constraining power. Notable disparities are found between our gluon FF and that of BKK, DSS and NNFF, indicating the necessities of additional constraints and data for gluon fragmentation function.
Revisiting semileptonic B meson decays at next-to-next-to-leading order
Authors: Egner Manuel , Fael Matteo , Schönwald Kay , Steinhauser Matthias 
Published: September 2023

Abstract
We compute next-to-next-to-leading order corrections to the semileptonic decay rate of B mesons for arbitrary values of the final-state quark mass. For the contribution with one massive quark in the final state, we extend the literature result and obtain analytic expressions in terms of iterated integrals. For the complete contribution, which also includes contributions with three massive quarks in the final state, we present a semi-analytic method, which leads to a precise approximation formula for the decay rate. Our results agree with the expansions available for b → cℓ$$ \overline{\nu} $$

ν
¯

ℓ and b → uℓ$$ \overline{\nu} $$

ν
¯

ℓ in the literature. The main emphasize of this paper is on the technical aspects of the calculation which are useful for a wider range of applications.
A Sufficient Condition for Uniform Convergence of Trigonometric Series with p-Bounded Variation Coefficients
Authors: Kubiak Mateusz , Szal Bogdan 
Published: September 2023

AbstractIn this paper we consider trigonometric series with p-bounded variation coefficients. We presented a sufficient condition for uniform convergance of such series in case $$p>1$$

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1

. This condition is significantly weaker than these obtained in the results on this subject known in the literature.