Resources for and from Research, Teaching and Studying
Recent Submissions
The sensitive detection of different biochemical species is of great interest both for the fundamental research and for practical applications concerning the disease diagnostics and drug screening. The high demand in selective, sensitive, fast and low-cost diagnostic techniques has resulted in the rapid development of various-types biochemical sensors (biosensors). Being analytical devices for the qualitative or/and quantitative determination of biological targets, biosensors usually consist ...
In this work, several types of biosensors are fabricated, characterized, and utilized for the reliable and accurate detection of speci c biomolecules that playing a crucial role in biochemical processes inside the human organism. During the work, di erent types of biosensing techniques, including whispering-gallerymode (WGM) resonators and eld-e ect transistors (FETs), as well as electrolyteinsulator- semiconductor (EIS) sensors were introduced and used as highly sensitive tools to stu...
Coherent optical spectroscopy such as four-wave mixing and photon echo generation deliver rich information on the energy levels involved in optical transitions through the analysis of polarization of the coherent response. In semiconductors, it can be applied to distinguish between different exciton complexes, which is a highly non-trivial problem in optical spectroscopy. We develop a simple approach based on photon echo polarimetry, in which polar plots of the photon echo amplitude are measu...
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...
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:...
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 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...
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...
EuO ist ein ferromagnetischer Isolator, eine seltene Materialklasse, welche ferromagnetische und isolierende Eigenschaften verbindet. Wir präparieren EuO schichten auf SrTiO3 (001) und anderen Oxiden in dem wir einen neuen Ansatz, die Redox Reaktion mit dem Substrat, verwenden. Indes entwickeln wir eine XPS Anpassungsroutine auf der Basis vorher gemessener Spektren des Eu 3d Kernniveaus. Die Redox Wachstumsmethode funktioniert im Temperaturbereich TS = 300 C-600 C, in dem wir stöchiome...
Das wesentliche Ziel im Forschungsfeld der Spintronik ist die volle Ausnutzung von Spin und Ladung quantenmechanischer Teilchen, um Informationen darzustellen und zu verarbeiten. Eine Grundvoraussetzung für die Realisierung von Festkörper- Quanteninformationsanwendungen ist die robuste Quantenkohärenz, die die Essenz der Verschränkung darstellt. Die fundamentale Frage mit der sich die Halbleiter-Spintronik auseinandersetzt ist daher, wie die Quantendekohärenz durch störende Wechselwirkungen i...
Clusters are objects built of up to several thousand atoms which are interesting concerning applications in catalysis, information technology or medicine. Depending on their size, i.e. the exact number of atoms, unique features may arise. For any application these clusters have to be deposited on a surface. Here, a Ni3Al single crystal is used to grow a thin, well-ordered ’-Al2O3 film. This oxide film exhibits two superstructures, which serve as binding sites for clusters. By depositing size...
Vulkanfiber ist ein umweltfreundlicher, wiederentdeckter Werkstoff. Er wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, ist gut zu bearbeiten, hat viele wünschenswerte Eigenschaften und ist am Ende des Produktlebenszyklus problemlos zu entsorgen. Aufgrund einiger ähnlicher Eigenschaften steht Vulkanfiber in besonderer Konkurrenz zu den erdölbasierten Kunststoffen. In dieser Arbeit wird die Struktur von Vulkanfiber und dem Ausgangsstoff Papier mittels Röntgendiffraktion untersucht. Das Mat...
Polarization resolved photoluminescence spectroscopy measurements are performed on defect centers in diamond. The photoluminescence of the negatively charged as well as the neutral nitrogen vacancy center shows remarkable linear polarization degrees of about 20 % at room temperature. The anisotropic angular dependence of the linear polarization characteristics mirrors the crystallographic symmetry of the defect center. In contrast to the linear polarization, the circular polarization properti...