Resources for and from Research, Teaching and Studying
Recent Submissions
In der heutigen Zeit werden komplexe Probleme zumeist durch aufwendige Algorithmen und unter Zuhilfenahme fortgeschrittener Computersysteme gelöst, die jedoch insofern limitiert sind, als dass sie nur eine gewisse Komplexität im Bezug auf die Größe der zu lösenden Probleme erlauben. Steigt der Rechenaufwand nichtlinear mit der Zahl der Eingabeparameter, so kommen selbst hochmoderne Technologien an ihre Grenzen. Eine Alternative zur Berechnung komplexer Probleme ist das Maßschneidern eines phy...
The lead halide perovskites demonstrate huge potential for optoelectronic applications, high energy radiation detectors, light emitting devices and solar energy harvesting. Those materials exhibit strong spin-orbit coupling enabling efficient optical orientation of carrier spins in perovskite-based devices with performance controlled by a magnetic field. Here we show that elaborated time-resolved spectroscopy involving strong magnetic fields can be successfully used for perovskites. We perfor...
Die vorliegende Dissertation behandelt den Einfluss neuer Physik auf die Messungen aktueller Neutrino-Oszillations-Experimente. Insbesondere wird eine neue modellunabhängige Methode zur Analyse der CP-Verletzung in Neutrino Oszillationen entwickelt, die auf Unitaritäts-Argumenten beruht. Es wird gezeigt, dass aktuelle Experimente wie T2K oder NOvA in der Lage sind, den Parameter-Bereich für viele Modelle stark einzuschränken. Durch Einbeziehen der Materie-Effekte in diese neue Methode ergeben...
Das Verständnis und die Manipulation der Elektronenspindynamik und des Transports in niedrigdimensionalen Halbleiter-Nanostrukturen ist eine Schlüsselanforderung für funktionale Quantentechnologien. In dieser Arbeit wird ein zeit- und ortsaufgelöstes magneto-optisches Kerr-Mikroskop eingesetzt. Dieses ermöglicht es die Wirkung von impulsabhängigen effektiven Magnetfeldern auf die Spin-Dynamik eines zweidimensionalen Elektronengases in GaAs und CdTe Quantentrögen mit hoher Ladungsträgerm...
Applying small-angle X-ray scattering in combination with liquid-state theory, we determined the intermolecular interaction potential, V(r), of dense lysozyme solutions, which governs the spatial distribution of the protein molecules and the location of its liquid−liquid phase separation (LLPS) region, in various crowding environments and in presence of natural osmolyte mixtures occurring within cells of organisms that thrive under extreme environmental conditions. The deep-sea osmolyte trime...
Super-resolution imaging has introduced new capabilities to investigate processes at the nanometer scale by optical means. However, most super-resolution techniques require either sparse excitation of few emitters or analysis of high-order cumulants in order to identify several emitters in close vicinity. Here, we present an approach that draws upon methods from quantum optics to perform localization super-resolution imaging of densely packed emitters and determine their number automatically:...
The Dortmund Low Background Facility is a highly sensitive gamma ray spectrometry system, operated in a low-background environment, which enables the measurement of traces of radioactivity with high precision. A HPGe detector is set up within an artificial overburden, equivalent to 10 meters of water. This outer shielding reduces the contribution from cosmic muons during the measurement. Signals induced by cosmic muons that penetrate this shielding are suppressed by an active cosmic muon v...
Pencil beam scanning (PBS) proton therapy is due to its steep dose gradients a promising treatment option for many cancer patients, particularly if the tumour is surrounded by critical organs. Currently, organ motion often poses an obstacle for the irradiation of tumours in the thorax or abdomen since the interference of pencil beam and tumour motion can lead to distortions of the intended dose distribution and requires dedicated motion mitigation techniques. A technique which has been recomm...
Für miniaturisierte Analysesysteme stellen Mikroplasmen eine effiziente Anregungs- oder Ionisierungsmethode dar. Eine Charakterisierung der Plasmaeigenschaften sowie eine Aufklärung der plasmachemischen Prozesse und Mechanismen sind hierfür unerlässlich. In der vorliegenden Arbeit werden die Eigenschaften von Mikrohohlkathodenentladungen (MHCD) für die Analyse von gasförmigen und ein Mikroplasma mit flüssiger Elektrode (LE-DBD) für die Analyse von flüssigen Proben mittels emissionsspektroskop...
Wasser und wässrige Systeme spielen in der Natur und Technik eine signifikante Rolle, da die meisten biologischen und chemischen Prozesse in wässriger Umgebung stattfinden. Tritt eine wässrige Lösung in Kontakt zu einem Festkörper, entsteht eine fest-flüssig-Grenzfläche, an welcher in Wasser gelöste Moleküle bevorzugt adsorbieren können. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mittels Röntgenreflektivität (X-ray Reflectivity, XRR) in-situ Einflüsse diverser Parameter auf den Adsorptionsprozess an der ...
The work presented in this thesis comprises two individual topics: While the first part presents a branching ratio measurement of the decay 𝐵0𝑠→ 𝐾0S𝐾0S, the second part discusses the author’s contribution to the simulation of the upgraded LHCb detector. To reduce systematic uncertainties, the branching ratio is measured normalised to the branching ratio ℬ(𝐵0 → 𝜙𝐾0S). The analysed data sample corresponds to an integrated luminosity of 3 fb−1 of 𝑝𝑝 collisions recorded at centre-of...
The ability to measure the quantum state of light is an important ingredient in the development of photonic quantum technologies such as optical quantum computing or secure quantum communication. A quantum state comprises all information one can have about a quantum system. Since quantum physics is a statistical theory, a quantum state cannot be captured with a single measurement. Therefore, usually, measurements on an ensemble of identically prepared copies of the quantum system under study ...
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Strukturuntersuchung von Silizium Nano-Ribbons auf einer Au(110)-Oberfläche. Speziell niedrig-dimensionale Struk- turen wie Silizium Nano-Ribbons sind im Zuge der Entdeckung des Graphens von großem Interesse, da sie durch ihre elektronischen Eigenschaften für Anwendungen in der Spintronik prädestiniert sind. Die Photoelektronenspektroskopie eignet sich besonders zur Analyse dieser niedrig-dimensionalen Materialien und deren Grenzflächen zum da...
In this thesis, an approach is presented to probe the locations of track-like high energy starting events (HESE) for an additional clustering of neutrino events within six years of IceCube neutrino data at these positions. Two unbinned Likelihood stacking analyses using both a time-dependent, per-burst and a steady-state neutrino emission scenario are performed. This is done to be sensitive to a collection of weak fluxes, undetectable on their own and to test a rather broad regime of emi...
Diese Arbeit befasst sich mit den Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften des Mehrschichtsystems MgO/Co/GaAs(001) im Bezug auf Struktur und chemische Bindungen. Im gesamten Forschungsfeld der Spintronik findet sich dieses Schichtsystem wieder, wobei der magnetische Tunnelwiderstand (TMR) als fundamentales Phänomen genutzt wird. Da dieser Effekt sehr empfindlich auf die Grenzfläche von Heterostrukturen reagiert, sind die Photoelektronenspektroskopie (XPS) und die Photoelektronenbeugun...
Die Geologie beschäftigt sich mit dem Aufbau sowie der Entwicklung der Erde von der Kruste bis zum Kern. In dieser Dissertation werden Materialien des Erdmantels untersucht. Der Erdmantel erstreckt sich bis zu einer Tiefe von 2890 km und besteht in großen Teilen aus Silikaten, Oxiden und Karbonaten. Mit zunehmender Tiefe steigen Temperatur und Druck signifikant bis 4000 K und 135 GPa an. Abhängig von diesen extremen Bedingungen kann es zu elektronischen und/oder strukturellen Phasenübergängen...
In this thesis corrections to the energy loss cross sections of high-energy muons are calculated. Over a large part of the energy range investigated by very large volume neutrino telescopes such as IceCube, pair production and bremsstrahlung dominate the energy loss. The theoretical uncertainties on the energy loss cross sections influence the experimental results as systematic uncertainties. These corrections are important for the energy reconstruction of high-energy muons which are ob...
In order to meet the requirements of the High Luminosity-LHC (HL-LHC), it will be necessary to replace the current tracker of the ATLAS experiment. Therefore, a new all-silicon tracking detector is being developed, the so-called Inner Tracker (ITk). The use of quad chip modules is intended in its pixel region. These quad modules consist of four read-out chips, bump-bonded to one large silicon pixel sensor. In this thesis, first prototypes of quad modules are investigated, which were asse...
Fading influences are a crucial point in dosimetry using thermoluminescence dosemeters. Due to thermal fading, the thermoluminescence signal decreases over time resulting in a potential underestimation of the irradiation dose. This thesis presents two techniques for a fading time independent irradiation dose estimation. Both methods are based on glow curve deconvolution. In the first approach, the fraction of signal photons of two peaks in the glow curve is used to estimate fading time an...