Yukiteru Murakami
Professur für Technische Physik
Kontrolle der Musterbildung während der Elektrooxidation von Si mit einem räumlichen Modulator für Licht
Synchronisierung bezeichnet die Anpassung von Rhythmen von Oszillatoren aufgrund einer schwachen Wechselwirkung, oder, mit anderen Worten, deren gegenseitiger Kopplung. Die Bedeutung der Untersuchung von Synchronisationsphänomenen liegt in ihrer Universalität. Die Extraktion der essentiellen Struktur eines synchronen Netzwerks, die verschiedenen Systemen gemein ist, kann zu entscheidenden Entdeckungen führen, die in verschiedenen Feldern anwendbar sind.
Eines solcher Netzwerkmodelle, das in jüngster Zeit intensiv untersucht wurde, ist ein sogenanntes adaptives Netzwerk. Adaptive Netzwerke bestehen aus einer Anzahl von Knoten, die durch zeitlich variable Verknüpfungen miteinander verbunden sind. Es wird angenommen, dass Netzwerksanpassungen eine wichtige Rolle in zahllosen Anwendungen spielen, wie z.B. neuraler Informationsverarbeitung, Ökologie, Epidemiologie oder auch Kommunikationsnetzwerken. Realisiert wurden adaptive Netzwerke bisher allerdings vorwiegend nur in mathematischen Modellen.
In unserem oszillatorischen Siliziumsystem wird eine adaptive Kopplung durch eine nichtlineare und nichtlokale Kopplung hervorgerufen. Diese kann auf den gemeinsamen Einfluss des elektrostatischen Potenzials im Bulk des Siliziums und den Transport von Valenzbandlöchern aufgrund eines Gradienten im elektrochemischen Potenzial der Löcher zurückgeführt werden. Individuelle oszillierende ‚Punkte‘ oder kleine, abgegrenzte räumliche Bereiche können auf der Siliziumoberfläche durch eine heterogene Beleuchtung erzeugt werden. In weiterführenden Studien dienen diese dann als diskrete Oszillatoren, die durch das elektrische Potenzial und die Valenzbandlöcher gekoppelt werden.
Ziel dieser Untersuchung ist es einerseits, die Natur der adaptiven Kopplung im oszillierenden Siliziumsystem besser zu verstehen. Andererseits soll aber auch ein experimenteller Prototyp eines Systems etabliert werden, mit dessen Hilfe verschiedene Typen dynamischer Zustände entdeckt und untersucht werden können, die bei adaptiver Kopplung entstehen können.
