Electron spins in semiconductors are considered as candidates for quantum bits. This thesis presents a study of the spin dynamics of the strongly localized donor-bound electrons in fluorine-doped ZnSe epilayers via pump-probe Kerr rotation technique. A method exploiting the spin inertia is developed and used to measure the longitudinal spin relaxation time (T1). The excitation of the same samples with helicity-modulated laser pulses results in a transverse nuclear spin polarization, which was...

Grenzflächen spielen eine wichtige Rolle bei vielen Prozessen in Natur und Technik. In der vorliegenden Arbeit wurde die hydrophobe fest-flüssig-Grenzfläche an verschiedenen Synchrotronstrahlungsquellen mittels Röntgenreflektometrie untersucht. Hierzu wurden die Oberflächen von Siliziumwafern mit einer Monolage Oktadecyltrichlorsilane (OTS) beschichtet. Zwischen dieser hydrophoben Oberfläche und Wasser existiert ein Bereich verringerter Dichte. Der erste Abschnitt dieser Arbeit untersucht die...

The present work contributes to the search of anomalous effects in ionic crystals, and possible explications of those effects observed in pure NaCl and CuCl:NaCl system. Single nanocrystals can only be used if their positions arefixed in space which needs forces between a nanocrystals and its enviroment. Therfore, the research of nano-crystals structures requres also the study of these forces. Structural and optical anomalies are determinated by measurements in single crystals of NaCl which c...

Hydrogen bonds are essential for the structure and dynamics of alcohols, aqueous solutions, and water. Because of their low tendency of crystallization and large variability in molecular configuration, monohydroxy alcohols have often been studied as model systems for hydrogen-bonded fluids in general. This thesis contains investigations of the structuring in monohydroxy alcohols on molecular level employing x-ray scattering methods such as x-ray diffraction and x-ray Raman scattering. The x...

This thesis addresses two markedly different aspects of ultrafast carrier dynamics in semiconductors in all-optical studies based on pump-probe measurements with femtosecond laser pulses. Both parts of the presented study aim to contribute to the fundamental understanding of the respective physical processes and to foster the applicability of the corresponding semiconductor systems in the context of spintronics, quantum computing, or all-optical switching. The first part of the prese...

Jede Kontraktion eines Muskels basiert auf dem Zusammenspiel von Millionen Myosinmolekülen mit Aktinfilamenten (F-Aktin). Dabei unterscheidet sich interessanterweise der fundamentale Mechanismus der Interaktion nicht von dem, der bei Transportprozessen in der Zelle stattfindet, wenn nur ein Myosindimer eine Fracht entlang des Aktinzytoskeletts bewegt. Sowohl die Muskelkontraktion als auch die Transportprozesse werden dabei von aktinbindenden Proteinen wie zum Beispiel Tropomyosin reguliert. D...

This thesis presents fundamental research on potential materials and concepts for active photonic elements operating in the telecom wavelength regime. It is analyzed how the characteristics of the investigated nanostructures and the implementation of the proposed concepts could be applied in photonic research or devices. The first part of the thesis is devoted to the investigation of semiconductor heterostructures. The inter-miniband (IMB) transition in superlattices made of GaN and AlN in ...

This thesis explores the influence of sample magnetization and coherent lattice vibrations on the reflection and transmission properties of periodically nanostructured metal-dielectric structures known as hybrid plasmonic crystals. The optical excitation of surface plasmon polaritons, bound modes of the electro-magnetic field at the metal-dielectric interface, leads to an increased sensitivity to changes of the dielectric environment in such structures. The first part of this thesis deals wi...

The thesis explores three different approaches for the reciprocal manipulation of polarized light and electron spins in semiconductors. In the first approach, the direct optical orientation and alignment of Mn electron spins in CdMnTe spin glass is demonstrated. The second approach uses a GaAs-based ferromagnet/semiconductor hybrid structure to demonstrate dynamic spin polarization. The effect is explained by spin-dependent tunneling of electrons from the semiconductor quantum well into the ...

Kernmagnetische 7Li-, 23Na-, und 17O-Resonanz-Untersuchungen zu atomaren Austauschprozessen in Festkörpern Atome Bewegungsprozesse in Festkörpern sind von großer Bedeutung in der Phasenumwandlungskinetik, bei der Dotierung mit Fremdatomen oder der Ionendiffusion. Ein umfassendes Verständnis der mikroskopischen Transportmechanismen in kristallinen und amorphen Materialien ist daher sowohl aus grundlagenwissenschaftlicher Sicht als auch für die Entwicklung zukünftiger Ionenleiter-Technologie...

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung der stimulierten Echo-Spektroskopie, ein wichtiges Festkörper-NMR-Verfahren zur Detektion ultralangsamer dynamischer Prozesse. Bisher konnte diese Methode ausschließlich für vergleichsweise schwache interne Wechselwirkungen und somit nur für einige wenige NMR-aktive Atomkerne, wie z.B. 13C, 2H oder 7Li angewendet werden. Die in dieser Arbeit vorgestellte Weiterentwicklung auf theoretischer Ebene erlaubt es nun den Anwendungsbereich diese...

This thesis gives new insights into the physics and practical applications of coherently controlled current injection (QUIC) in the prototypical direct band gap semiconductor GaAs. QUIC is a nonlinear optical process that allows to inject electrical currents into solids by all-optical means using two-color laser pulse pairs. The direction of the induced current can be controlled by the relative phase of the pulses. Theoretical calculations predict significant deviations from the original pert...

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Grenzfläche zwischen hydrophoben Oberflächen und Wasser experimentell untersucht. Es wurde das Verhalten der an der Grenzfläche auftretenden Schicht geringer Dichte, des sogenannten hydrophoben Gaps, unter hohen hydrostatischen Drücken bis zu 5 kbar studiert. Als Modellsystem diente ein mit einer molekularen Monolage Octadecyltrichlorosilan (OTS) beschichteter Siliziumwafer in Kontakt mit Wasser. Die Untersuchungen wurden mittels Röntgen-Reflektometrie (XRR) ...

Mass-selected copper clusters, silver clusters, iron clusters and C60 molecules were deposited on thin rare gas layers (xenon, krypton and argon) to investigate the influence of weakly interacting surfaces on the electronic structure of the clusters. Ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) was used to image the electronic states of the deposited clusters with a photon energy of 11.62 eV. Gas phase cluster spectra from [Häkkinen et al. (2004); Kostko (2007); Cheshnovsky et al. (1990);...

In dieser Arbeit wurden magnetotaktische Bakterien der Spezies M. magnetotacticum mittels PEEM und SEM-EDX untersucht. Diese Bakterien zählen zu den interdisziplinär interessantesten Mikroorganismen. Aktuelle und potentielle zukünftige Anwendungen finden sie neben der Geologie, Astrobiologie und Paleomagnetik vor allen in der Nanorobotik, der Medizintechnik und anderen Biowissenschaften. Hierbei ist ein Verständnis ihrer Magnetosomenstruktur und ihres Magnetsinnes von außerordentlicher W...

Die Eigenschaften eines Stoffs werden durch die Anordnung der darin enthaltenen Atome bestimmt. Zum Verständnis von Materialien und zur Entwicklung neuer High-Tech-Stoffe ist daher die Untersuchung der korrespondierenden Atomstrukturen unumgänglich. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Verfahren vorgestellt mit dessen Hilfe es möglich ist Atomstrukturen auf direkte Art und Weise dreidimensional abzubilden. Das Verfahren basiert dabei auf der holographischen Rekonstruktion von Elektronenbeug...

Aneurysmen gehören zu den Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und können im Falle einer Ruptur zu schwerwiegenden Folgen für die Gesundheit führen. Diese Erkrankungen gehen mit einer Veränderung der Arterien einher und Erkenntnisse über diese Veränderungen und ihre Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse können zur Aufklärung der Ursache von Gefäßerkrankungen dienen oder eine Abschätzung der Folgen der Krankheiten liefern. Diese Arbeit behandelt unterschiedliche Methoden zur Untersuch...