@phdthesis{Joshi2005,
  author    = {Joshi, Sanjeev},
  title     = {Preparation and characterization of CdS nanoparticles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13395},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Zusammenfassung CdS-Nanoteilchen mit Gr{\"o}ßen zwischen 1.1 und 4.2 nm wurden in {\"A}thanol und mit Thioglycerol (TG)-H{\"u}lle synthetisiert. Es wurde gezeigt, dass die nass-chemische Synthese ohne Wasser und die Verwendung von TG als H{\"u}lle folgende Vorteile bieten: Es konnten kleinere Teilchen hergestellt und eine schmalere Gr{\"o}ßenverteilung erzielt werden. Zus{\"a}tzlich wird dem Altern der Teilchen vorgebeugt, und die Ergebnisse sind besser reproduzierbar. Hochaufgel{\"o}ste Photoemissions-Messungen an kleinen CdS-Teilchen (1.1, 1.4, 1.7, 1.8; 1.8 nm mit Glutathion-H{\"u}lle) ergaben Beitr{\"a}ge von f{\"u}nf verschiedenen Schwefelatom-Typen zum S 2p-Gesamt Signal. Außerdem wurde beobachtet, dass Nanoteilchen unterschiedlicher Gr{\"o}ße und/oder mit unterschiedlichen H{\"u}llen-Substanzen verschiedene Photoemissionsspektren zeigen und verschieden starke Strahlensch{\"a}den aufweisen. Bei den 1.4 nm großen CdS-Teilchen entsprechen die Komponenten des S 2p-Signals entweder Schwefelatomen mit unterschiedlichen Cd-Nachbarn, Thiol-Schwefelatomen oder teilweise oxidiertem Schwefel. Die jeweilige Zuweisung der Schwefeltypen erfolgte {\"u}ber Intensit{\"a}ts-{\"A}nderungen der einzelnen S 2p-Komponenten als Funktion der Photonenenergie und des Strahlenschadens. Die Daten der 1.4 nm großen CdS-Teilchen wurden mit PES-Intensit{\"a}ts-Rechnungen verglichen, die auf einem neuen Strukturmodell-Ansatz basieren. Von den drei verwendeten CdS-Strukturmodellen konnte nur ein Modell mit 33 S-Atomen die Variation der experimentellen Intensit{\"a}ten richtig wieder geben. Modelle von gr{\"o}ßeren Nanoteilchen mit beispielsweise 53 S-Atomen zeigen Abweichungen von den experimentellen Daten der 1.4 nm-Teilchen. Auf diese Weise kann indirekt auf die Gr{\"o}ße der gemessenen Teilchen geschlossen werden. Die Intensit{\"a}tsrechnungen wurden zum einen „per Hand" zur groben Absch{\"a}tzung durchgef{\"u}hrt, zum anderen wurden exaktere Berechnungen mit einem von L. Weinhardt und O. Fuchs entwickelten Programm angestellt. Diese best{\"a}tigen die Ergebnisse der Absch{\"a}tzung. Zudem wurde festgestellt, dass die inelastische freie Wegl{\"a}nge \&\#955; keinen signifikanten Einfluss auf die Modellrechnungen hat. Die gemessenen Intensit{\"a}ts-{\"A}nderungen konnten zwar mit mehreren leicht verchiedenen Modellen erkl{\"a}rt werden, allerdings f{\"u}hrte nur ein kugelf{\"o}rmiges Teilchen-Modell auch zu den richtigen Intensit{\"a}tsverh{\"a}ltnissen der einzelnen S 2p-Komponenten. Weiterhin konnte beobachtet werden, dass die elektronische Bandl{\"u}cke gr{\"o}ßer ist als die optische Bandl{\"u}cke. Bei den PES-Messungen wurden einige wichtige Einfl{\"u}sse sichtbar. So spielen strahlenbedingte Effekte eine große Rolle. Kenntnisse {\"u}ber die Zeitskala solcher Effekte erm{\"o}glichen PES-Aufnahmen mit guter Signal-Qualit{\"a}t und erlauben eine Extraploation zur Situation ohne Strahlenschaden. Auch die D{\"u}nnschicht-Pr{\"a}paration beeinflusst die Spektren. Beispielsweise zeigten mit Elektrophorese hergestellte Filme Hinweise auf Agglomeration. Schichten, die per Tropfen-Deposition erzeugt wurden, weisen spektrale {\"A}nderungen am Rand der Probe auf, und Filme aus Nanoteilchen-Pulver waren nicht homogen. Mikro-Raman Experimente, die in Kollaboration mit Dr. M. Schmitt und Prof. W. Kiefer durchgef{\"u}hrt wurden, ließen große Unterschiede in den Spektren von Nanoteilchen und TG in L{\"o}sung erkennen. Dies wurde vor allem auf das Fehlen von S - H -Bindungen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt und zeigt damit, dass alle TG-Molek{\"u}le verwertet oder ausgewaschen wurden.},
  subject      = {Cadmiumsulfid},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Niederdraenk2009,
  author    = {Niederdraenk, Franziska},
  title     = {Ensemble-Modellierung von R{\"o}ntgenbeugungsdaten zur Strukturbestimmung von Nanopartikeln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52218},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es, die geometrische Struktur von Nanopartikeln mittels Pulver-R{\"o}ntgenbeugung und einem neuen Analyse-Verfahren, der Ensemble-Modellierung (EM), zu ermitteln. Die genaue Aufkl{\"a}rung der kristallinen Struktur ist ein Schl{\"u}ssel f{\"u}r die Entwicklung exakter theoretischer Modelle und damit f{\"u}r ein besseres Verst{\"a}ndnis der Nanoteilchen und deren Eigenschaften. Dabei fußt die Methode auf einem atomaren Modell und berechnet daraus das Beugungsbild der Teilchen. Neben der Auswertung verschiedener Proben sollte ebenso das Potential der Methode {\"u}berpr{\"u}ft werden - auch im Vergleich zu Standardmethoden wie der Rietveld-Verfeinerung oder einer Einzellinien-Anpassung. Im Gegensatz zur EM beinhalten letztere kein explizites Nanoteilchenmodell. Insgesamt kamen drei typische Nanopartikel-Systeme zum Einsatz: Zun{\"a}chst wurden f{\"u}nf ZnO-Proben untersucht, die aufgrund ihrer verschiedenen Liganden deutlich unterschiedliche Partikelgr{\"o}ßen zeigten. Die pr{\"a}sentierten CdS-Nanoteilchen bildeten dagegen mit unter 100 Atomen bereits den {\"U}bergang zur Clusterphysik. Das letzte Kapitel stellte schließlich drei Proben mit deutlich komplexeren Core-Shell-Partikeln vor, welche aus einem CdSe-Kern und einer ZnS-Schale bestehen. Dabei konnten mit Hilfe der EM f{\"u}r alle Systeme sehr viel detailliertere Aussagen gemacht werden, als mit den Standardmethoden. Anhand der ersten vorgestellten ZnO-Probe wurde gezeigt, wie man sich bei der Auswertung mit der EM schrittweise dem besten Modell n{\"a}hert, indem man, startend mit der Partikelform, anschließend weitere komplexe Merkmale implementiert. In dem ZnO-Kapitel wurde ersichtlich, dass die Liganden eine große Rolle spielen - nicht nur f{\"u}r die Gr{\"o}ße der Nanopartikel, sondern auch f{\"u}r deren Qualit{\"a}t. Weiterhin wurde festgestellt, dass der Ligand TG beinahe defektfreie Nanoteilchen liefert, w{\"a}hrend die Stabilisatoren DACH und DMPDA den Einbau von Stapelfehlern beg{\"u}nstigen. In den jeweiligen Vergleichen mit der Rietveld- und Einzellinien-Anpassung fiel auf, dass diese Methoden f{\"u}r kleine Nanoteilchen Resultate liefern, die als deutlich weniger vertrauensw{\"u}rdig einzustufen sind als jene, die mit der EM erhalten wurden. Der Grund sind die f{\"u}r kleine Teilchen nicht vernachl{\"a}ssigbaren Faktoren wie eine (anisotrope) Form, Oberfl{\"a}cheneffekte, Parameter-Verteilungen etc., welche nur mit der EM ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Noch ungenauer f{\"a}llt die Analyse per Absorptionsspektroskopie plus theoretischen Methoden aus. Die einzige CdS-Probe wies mit ca. 1.3 nm Durchmesser besonders kleine Nanoteilchen auf. Das zugeh{\"o}rige Beugungsbild zeigte daher nur noch sehr wenige Strukturen, was bereits die Bestimmung der Kristallstruktur erschwerte. Bei nur noch einigen gestapelten Schichten verloren auch die Stapelfehler ihre urspr{\"u}ngliche Bedeutung. Die maßgebliche Frage bestand somit darin, ob man bei Kristalliten mit unter 100 Atomen noch von einer "normalen" Kristallstruktur sprechen kann, oder ob hier bereits andere Strukturformen vorliegen, z.B. {\"a}hnlich den C60-Molek{\"u}len. Da die EM solche Hohl-Strukturen ebenfalls simulieren kann, w{\"a}re der n{\"a}chste Schritt, diese f{\"u}r sehr kleine Partikel im Vergleich zu den {\"u}blichen Kristallstrukturen zu testen. Bei den drei betrachteten Core-Shell-Proben zeigte die EM abermals ihre große St{\"a}rke, indem sie es erm{\"o}glichte, die deutlich komplexeren Teilchen realistisch zu simulieren. So war es m{\"o}glich, die experimentellen R{\"o}ntgenbeugungs-Daten hervorragend wiederzugeben, was mit keiner der Standardmethoden gelang. Hierf{\"u}r war es n{\"o}tig, neben dem CdSe-Kern eine zus{\"a}tzliche ZnS-Schalenstruktur einzuf{\"u}hren. Zwar konnte bei den Proben mit der EM alleine nicht eindeutig festgestellt werden, welcher ZnS-Schalentypus vorliegt, es wurden jedoch diverse Anhaltspunkte gefunden, die f{\"u}r ein lokal-epitaktisches Wachstum auf dem CdSe-Kern sprechen. F{\"u}r die Methode der EM selbst l{\"a}sst sich in der Retrospektive folgendes fest halten: Sie ist den Standard-Techniken wie der Rietveld-Verfeinerung f{\"u}r sehr kleine Nanopartikel deutlich {\"u}berlegen. Der Grund daf{\"u}r sind die vielf{\"a}ltig modellierbaren Strukturen, welche Defekte, Oberfl{\"a}cheneffekte, Parameterverteilungen etc. beinhalten k{\"o}nnen. Ein weiterer großer Pluspunkt der EM gegen{\"u}ber anderen Methoden besteht in der M{\"o}glichkeit, die immer popul{\"a}rer werdenden Core-Shell-Partikel mit vielf{\"a}ltigen Schalenarten zu simulieren, wobei hier auch noch weitere komplexere Optionen f{\"u}r Schalen, z.B. zweierlei Schalen (Core-Shell-Shell-Teilchen), vorstellbar sind. Die Tatsache, dass all diese Merkmale zudem intrinsisch in dem berechneten Beugungsbild enthalten sind, ist von besonderem Gewicht, da dies bedeutet, keine k{\"u}nstlichen Parameter einf{\"u}hren und diese interpretieren zu m{\"u}ssen. Solange eine gewisse Atomanzahl pro Partikel nicht {\"u}berschritten wird, und v.a. bei defektbehafteten Nanoteilchen, stellt die EM somit die erste Wahl dar.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {de}
}
@article{HanWiedwaldBiskupeketal.2011,
  author    = {Han, Luyang and Wiedwald, Ulf and Biskupek, Johannes and Fauth, Kai and Kaiser, Ute and Ziemann, Paul},
  title     = {Nanoscaled alloy formation from self-assembled elemental Co nanoparticles on top of Pt films},
  series = {Beilstein Journal of Nanotechnology},
  volume    = {2},
  journal   = {Beilstein Journal of Nanotechnology},
  doi       = {10.3762/bjnano.2.51},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142869},
  pages     = {473-485},
  year      = {2011},
  abstract  = {The thermally activated formation of nanoscale CoPt alloys was investigated, after deposition of self-assembled Co nanoparticles on textured Pt(111) and epitaxial Pt(100) films on MgO(100) and SrTiO3(100) substrates, respectively. For this purpose, metallic Co nanoparticles (diameter 7 nm) were prepared with a spacing of 100 nm by deposition of precursor-loaded reverse micelles, subsequent plasma etching and reduction on flat Pt surfaces. The samples were then annealed at successively higher temperatures under a H2 atmosphere, and the resulting variations of their structure, morphology and magnetic properties were characterized. We observed pronounced differences in the diffusion and alloying of Co nanoparticles on Pt films with different orientations and microstructures. On textured Pt(111) films exhibiting grain sizes (20-30 nm) smaller than the particle spacing (100 nm), the formation of local nanoalloys at the surface is strongly suppressed and Co incorporation into the film via grain boundaries is favoured. In contrast, due to the absence of grain boundaries on high quality epitaxial Pt(100) films with micron-sized grains, local alloying at the film surface was established. Signatures of alloy formation were evident from magnetic investigations. Upon annealing to temperatures up to 380 °C, we found an increase both of the coercive field and of the Co orbital magnetic moment, indicating the formation of a CoPt phase with strongly increased magnetic anisotropy compared to pure Co. At higher temperatures, however, the Co atoms diffuse into a nearby surface region where Pt-rich compounds are formed, as shown by element-specific microscopy.},
  language  = {en}
}
@article{VogelRueckertFriedrichetal.2022,
  author    = {Vogel, Patrick and R{\"u}ckert, Martin Andreas and Friedrich, Bernhard and Tietze, Rainer and Lyer, Stefan and Kampf, Thomas and Hennig, Thomas and D{\"o}lken, Lars and Alexiou, Christoph and Behr, Volker Christian},
  title     = {Critical Offset Magnetic PArticle SpectroScopy for rapid and highly sensitive medical point-of-care diagnostics},
  series = {Nature Communications},
  volume    = {13},
  journal   = {Nature Communications},
  doi       = {10.1038/s41467-022-34941-y},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-300893},
  year      = {2022},
  abstract  = {Magnetic nanoparticles (MNPs) have been adapted for many applications, e.g., bioassays for the detection of biomarkers such as antibodies, by controlled engineering of specific surface properties. Specific measurement of such binding states is of high interest but currently limited to highly sensitive techniques such as ELISA or flow cytometry, which are relatively inflexible, difficult to handle, expensive and time-consuming. Here we report a method named COMPASS (Critical-Offset-Magnetic-Particle-SpectroScopy), which is based on a critical offset magnetic field, enabling sensitive detection to minimal changes in mobility of MNP ensembles, e.g., resulting from SARS-CoV-2 antibodies binding to the S antigen on the surface of functionalized MNPs. With a sensitivity of 0.33 fmole/50 µl (≙7 pM) for SARS-CoV-2-S1 antibodies, measured with a low-cost portable COMPASS device, the proposed technique is competitive with respect to sensitivity while providing flexibility, robustness, and a measurement time of seconds per sample. In addition, initial results with blood serum demonstrate high specificity.},
  language  = {en}
}
@article{KarakStepanenkoAddicoatetal.2022,
  author    = {Karak, Suvendu and Stepanenko, Vladimir and Addicoat, Matthew A. and Keßler, Philipp and Moser, Simon and Beuerle, Florian and W{\"u}rthner, Frank},
  title     = {A Covalent Organic Framework for Cooperative Water Oxidation},
  series = {Journal of the American Chemical Society},
  volume    = {144},
  journal   = {Journal of the American Chemical Society},
  number    = {38},
  issn      = {0002-7863},
  doi       = {10.1021/jacs.2c07282},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-287591},
  pages     = {17661-17670},
  year      = {2022},
  abstract  = {The future of water-derived hydrogen as the "sustainable energy source" straightaway bets on the success of the sluggish oxygen-generating half-reaction. The endeavor to emulate the natural photosystem II for efficient water oxidation has been extended across the spectrum of organic and inorganic combinations. However, the achievement has so far been restricted to homogeneous catalysts rather than their pristine heterogeneous forms. The poor structural understanding and control over the mechanistic pathway often impede the overall development. Herein, we have synthesized a highly crystalline covalent organic framework (COF) for chemical and photochemical water oxidation. The interpenetrated structure assures the catalyst stability, as the catalyst's performance remains unaltered after several cycles. This COF exhibits the highest ever accomplished catalytic activity for such an organometallic crystalline solid-state material where the rate of oxygen evolution is as high as ∼26,000 μmol L\(^{-1}\) s\(^{-1}\) (second-order rate constant k ≈ 1650 μmol L s\(^{-1}\) g\(^{-2}\)). The catalyst also proves its exceptional activity (k ≈ 1600 μmol L s\(^{-1}\) g\(^{-2}\)) during light-driven water oxidation under very dilute conditions. The cooperative interaction between metal centers in the crystalline network offers 20-30-fold superior activity during chemical as well as photocatalytic water oxidation as compared to its amorphous polymeric counterpart.},
  language  = {en}
}