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Author: Bürger, Danilo × WGL Institute: IFWD ×

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    Towards Bacteria Counting in DI Water of Several Microliters or Growing Suspension Using Impedance Biochips
    (Basel : MDPI, 2020) Kiani, Mahdi; Tannert, Astrid; Du, Nan; Hübner, Uwe; Skorupa, Ilona; Bürger, Danilo; Zhao, Xianyue; Blaschke, Daniel; Rebohle, Lars; Cherkouk, Charaf; Neugebauer, Ute; Schmidt, Oliver G.; Schmidt, Heidemarie
    We counted bacterial cells of E. coli strain K12 in several-microliter DI water or in several-microliter PBS in the low optical density (OD) range (OD = 0.05–1.08) in contact with the surface of Si-based impedance biochips with ring electrodes by impedance measurements. The multiparameter fit of the impedance data allowed calibration of the impedance data with the concentration cb of the E. coli cells in the range of cb = 0.06 to 1.26 × 109 cells/mL. The results showed that for E. coli in DI water and in PBS, the modelled impedance parameters depend linearly on the concentration of cells in the range of cb = 0.06 to 1.26 × 109 cells/mL, whereas the OD, which was independently measured with a spectrophotometer, was only linearly dependent on the concentration of the E. coli cells in the range of cb = 0.06 to 0.50 × 109 cells/mL.
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    Single pairing spike-timing dependent plasticity in BiFeO3 memristors with a time window of 25 ms to 125 μs
    (Lausanne : Frontiers Research Foundation, 2015) Du, Nan; Kiani, Mahdi; Mayr, Christian G.; You, Tiangui; Bürger, Danilo; Skorupa, Ilona; Schmidt, Oliver G.; Schmidt, Heidemarie
    Memristive devices are popular among neuromorphic engineers for their ability to emulate forms of spike-driven synaptic plasticity by applying specific voltage and current waveforms at their two terminals. In this paper, we investigate spike-timing dependent plasticity (STDP) with a single pairing of one presynaptic voltage spike and one post-synaptic voltage spike in a BiFeO3 memristive device. In most memristive materials the learning window is primarily a function of the material characteristics and not of the applied waveform. In contrast, we show that the analog resistive switching of the developed artificial synapses allows to adjust the learning time constant of the STDP function from 25 ms to 125 μs via the duration of applied voltage spikes. Also, as the induced weight change may degrade, we investigate the remanence of the resistance change for several hours after analog resistive switching, thus emulating the processes expected in biological synapses. As the power consumption is a major constraint in neuromorphic circuits, we show methods to reduce the consumed energy per setting pulse to only 4.5 pJ in the developed artificial synapses.
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    Kontrolle supraleitender Wirbeldynamik in Nb rolled-up-Nanostrukturen : Laufzeit des Vorhabens: 01.04.2013-31.03.2016
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2016) Fomin, Vladimir M.; Schmidt, Oliver G.; Bürger, Danilo; Lösch, Sören; Rezaev, Roman; Levchenko, Evgenii; Dusaev, Renat
    Der Bericht enthält eine vollständige Beschreibung des wissenschaftlichen Forschungsprojekts, das durch die bilaterale BMBF-Russland-Forschungsförderung 01 DJ13009 finanziert wurde. Die Projektdauer wird in drei Perioden unterteilt, die jeweils dem Jahr der Umsetzung entsprechen. Die grundlegende Aufgabe des Projekts war es zu untersuchen, wie die Nanostrukturierung von Materialen die supraleitenden Eigenschaften ändert. Auf Basis der zeitabhängigen Ginzburg-Landau Theorie wurde das mathematische Modell der supraleitenden Phänomene in krummlinigen Nanostrukturen erstellt. Die Validierung des Modells wurde durch Vergleich mit verfügbaren experimentellen Daten für planare Strukturen durchgeführt. Weiterhin wurde das erarbeitete Modell zur Untersuchung der Wirbeldynamik in krummlinigen Nanostrukturen in einem Magnetfeld angewendet. Der Einfluss von Pinning-Zentren und die Dissipation der Energie in Abhängigkeit von den Randbedingungen wurden analysiert. Die im Rahmen des Projekts erhaltenen wissenschaftlichen Ergebnisse zeigen deutlich die Vorteile der gekrümmten supraleitenden Nanostrukturen in modernen Anwendungen der Supraleitung. Während des Projekts wurde eine innovative Software entwickelt, welche als Instrument für das virtuelle Design von Experimenten in supraleitenden gekrümmten Nano- und Mikrostrukturen genutzt werden kann.