In this work, systems that consist of a combination of semiconductor materials and liquids are calculated. These biosensors have a solid–electrolyte interface, and the charges in the solid and in the electrolyte are coupled to each other through the Poisson–Boltzmann equation, which is self-consistently solved together with the Schrödinger equation. An extension of the Poisson–Boltzmann model allows one to distinguish between hydrophobic and hydrophilic interfaces. The distribution of ion species at the solid–electrolyte interface is described by ion specific potentials of mean force. Applications include the calculation of graphene and diamond based biosensors, and a silicon based protein sensor. Further topics discussed in this work are HgTe–CdTe and InAs–GaSb superlattices, quantum dot crystals, ballistic quantum transport calculations, as well as mobility calculations of charge carriers.     «

In this work, systems that consist of a combination of semiconductor materials and liquids are calculated. These biosensors have a solid–electrolyte interface, and the charges in the solid and in the electrolyte are coupled to each other through the Poisson–Boltzmann equation, which is self-consistently solved together with the Schrödinger equation. An extension of the Poisson–Boltzmann model allows one to distinguish between hydrophobic and hydrophilic interfaces. The distribution of ion specie...     »

In dieser Arbeit werden Systeme berechnet, die aus einer Kombination von Halbleitermaterialien und Flüssigkeiten bestehen. Diese Biosensoren weisen eine Festkörper–Elektrolytgrenzfläche auf, wobei die Ladungen im Festkörper und in der Flüssigkeit über die Poisson–Boltzmann-Gleichung gekoppelt sind, die zusammen mit der Schrödinger-Gleichung selbstkonsistent gelöst wird. Mit einer Erweiterung der Poisson–Boltzmann-Gleichung wird zwischen hydrophoben und hydrophilen Grenzflächen unterschieden. Die Verteilung der Ionen an der Festkörper–Flüssigkeitsgrenzfläche wird mittels ionenspezifischer Potenziale des mittleren Feldes beschrieben. Als Anwendungen werden Biosensoren, die aus Graphen und Diamant bestehen, sowie siliziumbasierte Proteinsensoren berechnet. Weitere Themen dieser Arbeit sind HgTe–CdTe- und InAs–GaSb-Übergitter, Quantenpunktkristalle, ballistische Quantentransportrechnungen, sowie die Mobilitätsberechnung von Ladungsträgern.     «

In dieser Arbeit werden Systeme berechnet, die aus einer Kombination von Halbleitermaterialien und Flüssigkeiten bestehen. Diese Biosensoren weisen eine Festkörper–Elektrolytgrenzfläche auf, wobei die Ladungen im Festkörper und in der Flüssigkeit über die Poisson–Boltzmann-Gleichung gekoppelt sind, die zusammen mit der Schrödinger-Gleichung selbstkonsistent gelöst wird. Mit einer Erweiterung der Poisson–Boltzmann-Gleichung wird zwischen hydrophoben und hydrophilen Grenzflächen unterschieden. Die...     »