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Michael Szelong

• Gleichrichterschaltungen basieren auf barrierebehafteten Bauelementen, wie z.B. auf der Diode im Falle des Brückengleichrichters. Sie zeigen in der Transfercharakteristik eine tote Zone, die nur durch eine Versorgungsspannung beseitigt werden kann. Die vorliegende Arbeit entwickelt barriere- und versorgungsspannungsfreie Gleichrichter auf Basis zweidimensionaler Elektronensysteme. Diese Systeme weisen unter bestimmten Randbedingungen besondere physikalische Eigenschaften auf, derer drei in dieser Arbeit untersucht werden: Die Analogie zwischen Elektronenverhalten und klassischer Optik; die Ablenkung von Elektronen durch Lorentzkraft lokaler inhomogener magnetischer Felder; die Analogie zwischen Elektronensystem und hydrodynamischem System, wie z.B. Wasser. Die Art der Randbedingungen, die dahinterstehende Physik und die darauf basierenden Bauelementkonzepte, die Realisierung im Reinraum sowie die messtechnische Untersuchung und Konzeptbewertung ist Gegenstand dieser Arbeit.
• Rectifier circuits are based on devices with potential barriers, e.g. on the diode in the case of a bridge rectifier. The transfer characteristics exhibit a dead band which can only be eliminated by a supply voltage. The present work develops barrier- and supply-voltage-free rectifiers based on two-dimensional electron systems. Under certain conditions these systems feature special physical properties, three of which are investigated in this work: the analogy between behavior of electrons and classical optics; the deflection of electrons due to Lorentz force in local inhomogeneous magnetic fields; the analogy between electron systems and hydrodynamic systems, e.g. water. The nature of these certain conditions, the device concepts and the underlying physics, the realization in a cleanroom, the electrical, surficial and magnetic characterization as well as the evaluation of the concepts is covered in detail in this work.