@phdthesis{Kraus2014,
  author    = {Kraus, Hannes},
  title     = {Optically Detected Magnetic Resonance on Organic and Inorganic Carbon-Based Semiconductors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106308},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {In dieser Arbeit werden drei verschiedene kohlenstoffbasierte Materialsysteme behandelt: (i) Organische Halbleiter und kleine Molek{\"u}le, in Kombination mit Fullerenen f{\"u}r Anwendungen in der organischen Photovoltaik (OPV), (ii) Halbleitende Einzelwand-Kohlenstoffnanor{\"o}hren und (iii) Siliziumkarbid (SiC), dessen Defekte erst seit kurzem als Kandidaten f{\"u}r Quantenapplikationen gehandelt werden. Alle Systeme wurden mit optisch detektierter Magnetresonanzspektroskopie (ODMR) untersucht. Im OPV-Kapitel, die intrinsischen Parameter und Orientierungen von Exzitonen mit hohem Spin wurden f{\"u}r die Materialsysteme P3HT, PTB7 und DIP untersucht. Speziell der Einfluss von Ordnung diesen organischen Systemen wurde diskutiert. Der zweite Teil des Kapitels besch{\"a}ftigt sich mit Triplettgeneration mittels Elektronenr{\"u}cktransfer im leistungsf{\"a}higen Materialsystem PTB7:PC71BM. Das Kohlenstoffnanor{\"o}hren-Kapitel zeigt zuert den ersten zweifelsfreien Nachweis von Triplettexzitonen in halbleitenden (6,5) Einzelwandkohlenstoffnanor{\"o}hren (SWNT), mittels ODMR-Spektroskopie. Ein Modell f{\"u}r die Anregungskinetik, die intrinsischen Parameter des Exzitons und Abh{\"a}ngigkeit von der Orientierung der R{\"o}hren wurden diskutiert. Der letzte Teil der Arbeit gilt Spinzentren in Siliziumkarbid. Nach einer kurzen Einf{\"u}hrung in das Materialsystem wird die Spinmultiplizit{\"a}t f{\"u}r die V2 und V3 Siliziumfehlstellen, sowie eines Frenkelpaars und eines noch nicht zugeordneten Defekts (UD) in 6H SiC, weiterhin f{\"u}r die V2 Fehlstelle und das Frenkelpaar in 4H SiC, durchg{\"a}ngig zu S=3/2 festgestellt. Das spinpolarisierte Bef{\"u}llen der 3/2-Zust{\"a}nde des Grundzustands der Siliziumfehlstellen erlaubt stimulierte Mikrowellenemission. Ausserdem wurde f{\"u}r UD und Frenkelpaar in 6H SiC eine große Temperaturabh{\"a}ngigkeit der Nullfeldparameter festgestellt, w{\"a}hrend die Siliziumfehlstellen temperaturunabh{\"a}ngig sind. Anwendung des UD und Frenkelpaars als Temperatursensor, und der Vakanzen als Vektormagnetometer wurden diskutiert.},
  subject      = {ODMR-Spektroskopie},
  language  = {en}
}
@article{AstakhovKrausSoltamovetal.2014,
  author    = {Astakhov, Georgy V. and Kraus, Hannes and Soltamov, V. A. and Fuchs, Franziska and Simin, Dimitrij and Sperlich, Andreas and Baranov, P. G. and Dyakonov, Vladimir},
  title     = {Magnetic field and temperature sensing with atomic-scale spin defects in silicon carbide},
  doi       = {10.1038/srep05303},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-113025},
  year      = {2014},
  abstract  = {Quantum systems can provide outstanding performance in various sensing applications, ranging from bioscience to nanotechnology. Atomic-scale defects in silicon carbide are very attractive in this respect because of the technological advantages of this material and favorable optical and radio frequency spectral ranges to control these defects. We identified several, separately addressable spin-3/2 centers in the same silicon carbide crystal, which are immune to nonaxial strain fluctuations. Some of them are characterized by nearly temperature independent axial crystal fields, making these centers very attractive for vector magnetometry. Contrarily, the zero-field splitting of another center exhibits a giant thermal shift of -1.1 MHz/K at room temperature, which can be used for thermometry applications. We also discuss a synchronized composite clock exploiting spin centers with different thermal response.},
  language  = {en}
}
@article{KrausHeiberVaethetal.2016,
  author    = {Kraus, Hannes and Heiber, Michael C. and V{\"a}th, Stefan and Kern, Julia and Deibel, Carsten and Sperlich, Andreas and Dyakonov, Vladimir},
  title     = {Analysis of Triplet Exciton Loss Pathways in PTB7:PC\(_{71}\)BM Bulk Heterojunction Solar Cells},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {6},
  journal   = {Scientific Reports},
  number    = {29158},
  doi       = {10.1038/srep29158},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147413},
  year      = {2016},
  abstract  = {A strategy for increasing the conversion efficiency of organic photovoltaics has been to increase the VOC by tuning the energy levels of donor and acceptor components. However, this opens up a new loss pathway from an interfacial charge transfer state to a triplet exciton (TE) state called electron back transfer (EBT), which is detrimental to device performance. To test this hypothesis, we study triplet formation in the high performing PTB7:PC\(_{71}\)BM blend system and determine the impact of the morphology-optimizing additive 1,8-diiodoctane (DIO). Using photoluminescence and spin-sensitive optically detected magnetic resonance (ODMR) measurements at low temperature, we find that TEs form on PC\(_{71}\)BM via intersystem crossing from singlet excitons and on PTB7 via EBT mechanism. For DIO blends with smaller fullerene domains, an increased density of PTB7 TEs is observed. The EBT process is found to be significant only at very low temperature. At 300 K, no triplets are detected via ODMR, and electrically detected magnetic resonance on optimized solar cells indicates that TEs are only present on the fullerenes. We conclude that in PTB7:PC\(_{71}\)BM devices, TE formation via EBT is impacted by fullerene domain size at low temperature, but at room temperature, EBT does not represent a dominant loss pathway.},
  language  = {en}
}