@phdthesis{Heindel2013,
  author    = {Heindel, Tobias},
  title     = {Elektrisch gepumpte Quantenpunkt-Einzelphotonenquellen f{\"u}r die Quantenkommunikation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105778},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Als erste kommerziell verf{\"u}gbare Technologie der Quanteninformation erm{\"o}glicht die Quanten-Schl{\"u}sselverteilung eine sichere Daten{\"u}bertragung indem einzelne Photonen oder quantenmechanisch verschr{\"a}nkte Photonenpaare zur Erzeugung eines Schl{\"u}ssels verwendet werden. Die hierf{\"u}r ben{\"o}tigten nicht-klassischen Photonen-Zust{\"a}nde k{\"o}nnen durch Halbleiter-Quantenpunkte erzeugt werden. Im Gegensatz zu anderen Quanten-Emittern wie isolierten Atomen, organischen Molek{\"u}len oder Fehlstellen in Diamantnanokristallen bieten diese zudem den Vorteil, direkt in komplexe Halbleiter-Mikrostrukturen integriert werden zu k{\"o}nnen. Quantenpunkte sind somit pr{\"a}destiniert f{\"u}r die Entwicklung neuartiger optoelektronischer Bauelemente auf einer skalierbaren Technologieplattform. Vor diesem Hintergrund werden in der vorliegenden Arbeit die Eigenschaften elektrisch gepumpter Quantenpunkt-Mikrostrukturen untersucht. Als optisch aktives Medium dienen dabei selbstorganisierte InAs/GaAs-Quantenpunkte. Die Zielsetzung ist die Erzeugung nicht-klassischen Lichts f{\"u}r Anwendungen in der Quantenkommunikation, wobei ein besonderer Fokus auf dem elektrischen Betrieb der entsprechenden Quantenlichtquellen liegt. Dabei werden sowohl ausgepr{\"a}gte Resonatoreffekte im Regime der schwachen Licht-Materie-Wechselwirkung ausgenutzt, um helle Einzelphotonenquellen zu realisieren, als auch die Eigenschaften korrelierter Photonenpaare zweier spektral separierter Quantenpunkt-Zust{\"a}nde analysiert. Als Untersuchungsmethode wird in erster Linie die spektral und zeitlich hochaufl{\"o}sende Mikro-Lumineszenz-Spektroskopie bei kryogenen Temperaturen eingesetzt. Zudem erfolgen Experimente zur Photonenstatistik anhand von Messungen der Auto- sowie Kreuzkorrelationsfunktion zweiter Ordnung. Wie im Folgenden aufgef{\"u}hrt, gelingt dabei der Bogenschlag von grundlegenden Untersuchungen an Quantenpunkt-Mikrostrukturen bis hin zur erstmaligen Implementierung elektrisch getriggerter Quantenpunkt-Einzelphotonenquellen in realistischen Experimenten zur Quanten-Schl{\"u}sselverteilung außerhalb einer gesch{\"u}tzten Laborumgebung. Elektrisch getriggerte Einzelphotonenquellen: F{\"u}r die Erzeugung elektrisch getriggerter, einzelner Photonen wurden Quantenpunkte in Mikroresonatoren eingebettet. Diese basieren auf dotierten, zylindrischen Fabry-P{\´e}rot Mikros{\"a}ulenresonatoren, deren Design bez{\"u}glich der Photonen-Auskoppeleffizienz optimiert wurde. […] Anhand von Messungen zur Photonenstatistik konnte f{\"u}r diese spektral resonant gekoppelten Quantenpunkt-Mikroresonatorsysteme sowohl unter kontinuierlicher- als auch unter gepulst-elektrischer Anregung Einzelphotonen-Emission nachgewiesen werden. […] Anhand einer eingehenden Analyse der Emissionsraten sowie der elektrischen Injektionseffizienzen bei Anregungs-Repetitionsraten von bis zu 220 MHz konnte gezeigt werden, dass die untersuchten Mikroresonatoren zudem als {\"a}ußerst effiziente, elektrisch getriggerte Einzelphotonenquellen eingesetzt werden k{\"o}nnen. Sowohl bez{\"u}glich der Einzelphotonen-Emissionsraten von bis zu (47,0+/-6,9) MHz als auch der Gesamteffizienz der Bauteile bis hin zu (34+/-7) \% konnten dabei Rekordwerte erzielt werden. Korrelierte Photonenpaare elektrisch gepumpter Quantenpunkte: […] Quanten-Schl{\"u}sselverteilung mit elektrisch getriggerten Einzelphotonenquellen: Ausgehend von den grundlegenden Untersuchungen dieser Arbeit, erfolgte die erstmalige Implementierung elektrisch getriggerter Quantenpunkt-Einzelphotonenquellen in Experimenten zur Quanten-Schl{\"u}sselverteilung. Basierend auf den eingehend analysierten Quantenpunkt-Mikroresonatoren, wurden dabei zwei Experimente in Freistrahloptik mit unterschiedlichen {\"U}bertragungsdistanzen durchgef{\"u}hrt. In beiden F{\"a}llen wurde ein BB84-Protokoll nachgeahmt, indem auf die einzelnen Photonen eine feststehende Abfolge von vier unterschiedlichen Polarisationszust{\"a}nden aufmoduliert wurde. Das erste Experiment, durchgef{\"u}hrt im Labormaßstab in W{\"u}rzburg, basierte auf einem Quantenkanal mit einer L{\"a}nge von etwa 40 cm und arbeitete bei einer Taktrate von 183 MHz. Die h{\"o}chste dabei erzielte ausgesiebte Schl{\"u}sselrate (engl. sifted-key rate) betrug 35,4 kbit/s bei einem Quanten-Bitfehlerverh{\"a}ltnis (QBER) von 3,8 \%. Der Einzelphotonen-Charakter der Emission innerhalb des Quantenkanals konnte jeweils eindeutig nachgewiesen werden […]. Das zweite Experiment zur Quanten-Schl{\"u}sselverteilung wurde mittels zweier Teleskope {\"u}ber eine Distanz von 500 m in der M{\"u}nchner Innenstadt zwischen den D{\"a}chern zweier Geb{\"a}ude der Ludwig-Maximilians-Universit{\"a}t realisiert. […] Bei einer Taktrate von 125 MHz konnte mit diesem System im Einzelphotonen-Regime eine maximale sifted-key rate von 11,6 kbit/s bei einem QBER von 6,2 \% erzielt werden. Diese erstmalige Implementierung elektrisch betriebener, nicht-klassischer Lichtquellen in Experimenten zur Quanten-Schl{\"u}sselverteilung stellt einen wichtigen Schritt hinsichtlich der Realisierung effizienter und praktikabler Systeme f{\"u}r die Quantenkommunikation dar.},
  subject      = {Quantenpunkt},
  language  = {de}
}
@article{MoffetRoedelKellyetal.2013,
  author    = {Moffet, R. C. and R{\"o}del, R. C. and Kelly, S. T. and Yu, X. Y. and Carroll, G. T. and Fast, J. and Zaveri, R. A. and Laskin, A. and Gilles, M. K.},
  title     = {Spectro-microscopic measurements of carbonaceous aerosol aging in Central California},
  series = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  volume    = {13},
  journal   = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  number    = {20},
  issn      = {1680-7324},
  doi       = {10.5194/acp-13-10445-2013},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121827},
  year      = {2013},
  abstract  = {Carbonaceous aerosols are responsible for large uncertainties in climate models, degraded visibility, and adverse health effects. The Carbonaceous Aerosols and Radiative Effects Study (CARES) was designed to study carbonaceous aerosols in the natural environment of the Central Valley, California, and learn more about their atmospheric formation and aging. This paper presents results from spectro-microscopic measurements of carbonaceous particles collected during CARES at the time of a pollution accumulation event (27-29 June 2010), when in situ measurements indicated an increase in the organic carbon content of aerosols as the Sacramento urban plume aged. Computer-controlled scanning electron microscopy coupled with an energy dispersive X-ray detector (CCSEM/EDX) and scanning transmission X-ray microscopy coupled with near-edge X-ray absorption spectroscopy (STXM/NEXAFS) were used to probe the chemical composition and morphology of individual particles. It was found that the mass of organic carbon on individual particles increased through condensation of secondary organic aerosol. STXM/NEXAFS indicated that the number fraction of homogenous organic particles lacking inorganic inclusions (greater than similar to 50 nm equivalent circular diameter) increased with plume age, as did the organic mass per particle. Comparison of the CARES spectro-microscopic dataset with a similar dataset obtained in Mexico City during the MILAGRO campaign showed that fresh particles in Mexico City contained three times as much carbon as those sampled during CARES. The number fraction of soot particles at the Mexico City urban site (ranging from 16.6 to 47.3 \%) was larger than at the CARES urban site (13.4-15.7\%), and the most aged samples from CARES contained fewer carbon-carbon double bonds. Differences between carbonaceous particles in Mexico City and California result from different sources, photochemical conditions, gas phase reactants, and secondary organic aerosol precursors. The detailed results provided by these spectro-microscopic measurements will allow for a comprehensive evaluation of aerosol process models used in climate research.},
  language  = {en}
}
@article{KoenigBaenningerGarciaetal.2013,
  author    = {K{\"o}nig, Markus and Baenninger, Matthias and Garcia, Andrei G. F. and Harjee, Nahid and Pruitt, Beth L. and Ames, C. and Leubner, Philipp and Br{\"u}ne, Christoph and Buhmann, Hartmut and Molenkamp, Laurens W. and Goldhaber-Gordon, David},
  title     = {Spatially Resolved Study of Backscattering in the Quantum Spin Hall State},
  series = {Physical Review X},
  volume    = {3},
  journal   = {Physical Review X},
  number    = {2},
  issn      = {2160-3308},
  doi       = {10.1103/PhysRevX.3.021003},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127225},
  pages     = {21003},
  year      = {2013},
  abstract  = {The discovery of the quantum spin Hall (QSH) state, and topological insulators in general, has sparked strong experimental efforts. Transport studies of the quantum spin Hall state have confirmed the presence of edge states, showed ballistic edge transport in micron-sized samples, and demonstrated the spin polarization of the helical edge states. While these experiments have confirmed the broad theoretical model, the properties of the QSH edge states have not yet been investigated on a local scale. Using scanning gate microscopy to perturb the QSH edge states on a submicron scale, we identify well-localized scattering sites which likely limit the expected nondissipative transport in the helical edge channels. In the micron-sized regions between the scattering sites, the edge states appear to propagate unperturbed, as expected for an ideal QSH system, and are found to be robust against weak induced potential fluctuations.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lermer2013,
  author    = {Lermer, Matthias},
  title     = {Wachstum und Charakterisierung von Quantenpunkt-Mikrot{\"u}rmchen mit adiabatischer Modenanpassung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127438},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Verschiedene Konzepte zur Realisierung einer geeigneten Umgebung f{\"u}r Licht- Materie-Wechselwirkung konkurrieren um Anerkennung und eine st{\"a}ndige Optimierung der Systemparameter findet statt. Das Konzept von Mikrot{\"u}rmchen scheint pr{\"a}destiniert, da es viele anwendungsfreundliche Eigenschaften in sich vereint. Allerdings stellt die drastische Abnahme des Q Faktors f{\"u}r kleiner werdende Durchmesser d einen wesentlichen Limitierungsfaktor dieser Strukturen dar. F{\"u}r viele Anwendungen resultiert daraus ein Kompromiss aus hohem Q Faktor und kleinem Modenvolumen der Strukturen, wodurch das volle Potential des Resonatorsystems nicht ausgesch{\"o}pft werden kann. Ziel dieser Arbeit war es, die drastische Abnahme des Q Faktors von Mikrot{\"u}rmchen mit Durchmessern um 1μm aufzuheben und dadurch Resonatoren mit d < 1μm f{\"u}r ausgepr{\"a}gte Licht-Materie-Wechselwirkung herzustellen. Dazu wurde erstmalig beabsichtigt eine Modenanpassung in Mikrot{\"u}rmchen vorgenommen. Mittels Molekularstrahlepitaxie konnte eine {\"U}bergangsregion, bestehend aus drei Segmenten, in diese Strukturen implementiert und so ein adiabatischer Moden{\"u}bergang zwischen der aktiven Mittelschicht und den Spiegelbereichen vorgenommen werden. Der positive Einfluss dadurch ergab sich in einer signifikanten Verbesserung des gemessenen Q Faktors f{\"u}r Durchmesser unter 1μm. F{\"u}r d = 0.85μm konnte ein Q Faktor von 14 400 bestimmt werden. Dies stellt damit den h{\"o}chsten je gemessenen Wert f{\"u}r Mikrot{\"u}rmchen im Submikrometerbereich dar. Dadurch wird ein Bereich mit Modenvolumina < 3 kubischen Wellenl{\"a}ngen erschlossen und ausgepr{\"a}gte Wechselwirkungseffekte im Mikrot{\"u}rmchensystem sind zu erwarten. Starke Quantenpunkt-Licht-Kopplung konnte in diesen Strukturen nachgewiesen werden. Die h{\"o}chste Vakuum-Rabiaufspaltung betrug 85μeV und die Visibilit{\"a}t wurde zu 0.41 bestimmt. Im Zuge der weiteren Optimierung der Systemparameter f{\"u}r die starke Kopplung wurde ein ex-situ Ausheilschritt auf die verwendete Quantenpunktsorte angewendet. In magnetooptischen Untersuchungen konnte damit eine Verdopplung der mittleren Oszillatorst{\"a}rke auf einen Wert von 12 abgesch{\"a}tzt werden. Weiter konnte in adiabatischen Mikrot{\"u}rmchen {\"u}ber einen großen Durchmesserbereich von 2.25 bis 0.95μm eindeutiger Laserbetrieb des Quantenpunktensembles nachgewiesen werden. Dabei konnte eine kontinuierliche Reduzierung der Laserschwelle von {\"u}ber zwei Gr{\"o}ßenordnungen f{\"u}r kleiner werdende Durchmesser beobachtet werden. F{\"u}r Durchmesser � < 1.6μm betrug der Beta-Faktor der Mikrolaser in etwa 0.5. Sie zeigten damit beinahe schwellenloses Verhalten. Zuletzt wurde der elektrische Betrieb von adiabatischen Mikrot{\"u}rmchen gezeigt. Daf{\"u}r wurde eine dotierte Struktur mit adiabatischem Design hergestellt. Im Vergleich zur undotierten Struktur fielen die gemessenen Q Faktoren in etwa um 5 000 geringer aus. Die spektralen Eigenschaften sowohl des Resonators als auch einzelner Quantenpunktlinien zeigten vernachl{\"a}ssigbare Abh{\"a}ngigkeit der Anregungsart (optisch oder elektrisch) und zeugen von einem erfolgreichen Konzept zum elektrischen Betrieb der Bauteile. Zeitaufgel{\"o}ste Messungen erlaubten die Beobachtung von interessanten Dynamiken der Rekombination von Ladungstr{\"a}gern in den Proben. Als Ursache daf{\"u}r wurde ein hohes intrinsisches Feld, welches auf Grund des Designs der Schichtstruktur entsteht, identifiziert. Weiter zeigte sich, dass sich das interne Feld durch Anregungsart und extern angelegte Spannungen manipulieren l{\"a}sst.},
  subject      = {Molekularstrahlepitaxie},
  language  = {de}
}
@article{DasenbrookLuDonnolaetal.2013,
  author    = {Dasenbrook, Elliot C. and Lu, Luan and Donnola, Shannon and Weaver, David E. and Gulani, Viskas and Jakob, Peter M. and Konstan, Michael W. and Flask, Chris A.},
  title     = {Normalized T1 Magnetic Resonance Imaging for Assessment of Regional Lung Function in Adult Cystic Fibrosis Patients - A Cross-Sectional Study},
  series = {PLOS ONE},
  volume    = {8},
  journal   = {PLOS ONE},
  number    = {9},
  issn      = {1932-6203},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128346},
  pages     = {e73286},
  year      = {2013},
  abstract  = {Background: Cystic fibrosis (CF) patients would benefit from a safe and effective tool to detect early-stage, regional lung disease to allow for early intervention. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a safe, non-invasive procedure capable of providing quantitative assessments of disease without ionizing radiation. We developed a rapid normalized T1 MRI technique to detect regional lung disease in early-stage CF patients. Materials and Methods: Conventional multislice, pulmonary T1 relaxation time maps were obtained for 10 adult CF patients with normal spirometry and 5 healthy non-CF control subjects using a rapid Look-Locker MRI acquisition (5 seconds/imaging slice). Each lung absolute T1 map was separated into six regions of interest (ROI) by manually selecting upper, central, and lower lung regions in the left and right lungs. In order to reduce the effects of subject-to-subject variation, normalized T1 maps were calculated by dividing each pixel in the absolute T1 maps by the mean T1 time in the central lung region. The primary outcome was the differences in mean normalized T1 values in the upper lung regions between CF patients with normal spirometry and healthy volunteers. Results: Normalized T1 (nT1) maps showed visibly reduced subject-to-subject variation in comparison to conventional absolute T1 maps for healthy volunteers. An ROI analysis showed that the variation in the nT1 values in all regions was <= 2\% of the mean. The primary outcome, the mean (SD) of the normalized T1 values in the upper right lung regions, was significantly lower in the CF subjects [.914 (.037)] compared to the upper right lung regions of the healthy subjects [.983 (.003)] [difference of .069 (95\% confidence interval .032-.105); p=.001). Similar results were seen in the upper left lung region. Conclusion: Rapid normalized T1 MRI relaxometry obtained in 5 seconds/imaging slice may be used to detect regional early-stage lung disease in CF patients.},
  language  = {en}
}
@article{OkadaRotenbergKevanetal.2013,
  author    = {Okada, Michio and Rotenberg, Eli and Kevan, S. D. and Sch{\"a}fer, J. and Ujfalussy, Balazs and Stocks, G. Malcolm and Genatempo, B. and Bruno, E. and Plummer, E. W.},
  title     = {Evolution of the electronic structure in \(Mo_{1-x}Re_x\) alloys},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {093010},
  issn      = {1367-2630},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/9/093010},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122993},
  year      = {2013},
  abstract  = {We report a detailed experimental and theoretical study of the electronic structure of \(Mo_{1-x}Re_x\) random alloys. We have measured electronic band dispersions for clean and hydrogen-covered \(Mo_{1-x}Re_x\) ( 110) with x = 0-0.25 using angle-resolved photoemission spectroscopy. Our results suggest that the bulk and most surface electronic bands shift relative to the Fermi level systematically and approximately rigidly with Re concentration. We distinguish and quantify two contributions to these shifts: a raise of the Fermi energy and an increase of the overall bandwidth. Alloy bands calculated using the first-principles Korringa-Kohn-Rostoker coherent-potential-approximation method accurately predict both of these effects. As derived from the rigid band model, the Fermi energy shift is inversely related to the bulk density of states in this energy region. Using our results, we also characterize an electronic topological transition of the bulk Fermi surface and relate this to bulk transport properties. Finally, we distinguish effects beyond the rigid band approximation: a highly surface-localized state and a composition-dependent impact of the spin-orbit interaction.},
  language  = {en}
}
@article{KasprzakSivalertpornAlbertetal.2013,
  author    = {Kasprzak, J. and Sivalertporn, K. and Albert, F. and Schneider, C. and H{\"o}fling, S. and Kamp, M. and Forchel, A. and Muljarov, E. A. and Langbein, W.},
  title     = {Coherence dynamics and quantum-to-classical crossover in an exciton-cavity system in the quantum strong coupling regime},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {045013},
  issn      = {1367-2630},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/4/045013},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123005},
  year      = {2013},
  abstract  = {Interaction between light and matter generates optical nonlinearities, which are particularly pronounced in the quantum strong coupling regime. When a single bosonic mode couples to a single fermionic mode, a Jaynes-Cummings (JC) ladder is formed, which we realize here using cavity photons and quantum dot excitons. We measure and model the coherent anharmonic response of this strongly coupled exciton-cavity system at resonance. Injecting two photons into the cavity, we demonstrate a \(\sqrt 2\) larger polariton splitting with respect to the vacuum Rabi splitting. This is achieved using coherent nonlinear spectroscopy, specifically four-wave mixing, where the coherence between the ground state and the first (second) rung of the JC ladder can be interrogated for positive (negative) delays. With increasing excitation intensity and thus rising average number of injected photons, we observe spectral signatures of the quantum-to-classical crossover of the strong coupling regime.},
  language  = {en}
}
@article{KimKusudoLoeffleretal.2013,
  author    = {Kim, N. Y. and Kusudo, K. and L{\"o}ffler, A. and H{\"o}fling, S. and Forchel, A. and Yamamoto, Y.},
  title     = {Exciton-polariton condensates near the Dirac point in a triangular lattice},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {035032},
  issn      = {1367-2630},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/3/035032},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123103},
  year      = {2013},
  abstract  = {Dirac particles, massless relativistic entities, obey linear energy dispersions and hold important implications in particle physics. The recent discovery of Dirac fermions in condensed matter systems including graphene and topological insulators has generated a great deal of interest in exploring the relativistic properties associated with Dirac physics in solid-state materials. In addition, there are stimulating research activities to engineer Dirac particles, elucidating their exotic physical properties in a controllable setting. One of the successful platforms is the ultracold atom-optical lattice system, whose dynamics can be manipulated and probed in a clean environment. A microcavity exciton-polariton-lattice system offers the advantage of forming high-orbital condensation in non-equilibrium conditions, which enables one to explore novel quantum orbital order in two dimensions. In this paper, we experimentally construct the band structures near Dirac points, the vertices of the first hexagonal Brillouin zone with exciton-polariton condensates trapped in a triangular lattice. Due to the finite spectral linewidth, the direct map of band structures at Dirac points is elusive; however, we identify the linear part above Dirac points and its associated velocity value is similar to ~0.9-2 x \(10^8 cm s^{-1}\), consistent with the theoretical estimate \(1 x 10^8 cm s^{-1}\) with a \(2 \mu m\) lattice constant. We envision that the exciton-polariton condensates in lattices would be a promising solid-state platform, where the system order parameter can be accessed in both real and momentum spaces.},
  language  = {en}
}
@article{HopfmannAlbertSchneideretal.2013,
  author    = {Hopfmann, C. and Albert, F. and Schneider, C. and H{\"o}fling, S. and Kamp, M. and Forchel, A. and Kanter, I. and Reizenstein, S.},
  title     = {Nonlinear emission characteristics of quantum dot-micropillar lasers in the presence of polarized optical feedback},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {025030},
  issn      = {1367-2630},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/2/025030},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123127},
  year      = {2013},
  abstract  = {We report on electrically pumped quantum dot-microlasers in the presence of polarized self-feedback. The high-\(\beta\) microlasers show two orthogonal, linearly polarized emission modes which are coupled via the common gain medium. This coupling is explained in terms of gain competition between the two lasing modes and leads to distinct differences in their input-output characteristics. By applying polarized self-feedback via an external mirror, we are able to control the laser characteristics of the emission modes in terms of the output power, the coherence time and the photon statistics. We find that linearly polarized self-feedback stabilizes the lasing of a given mode, while cross-polarized feedback between the two modes reduces strongly the intensity of the other emission mode showing particular high-intensity fluctuations and even super-thermal values of the photon autocorrelation function \(g^{(2)} (\tau)\) at zero delay. Measurements of \(g^{(2)} (\tau)\) under external feedback also allow us to detect revival peaks associated with the round trip time of the external cavity. Analyzing the damping and shape of the \(g^{(2)} (\tau)\) revival peaks by a phenomenological model provides us insight into the underlying physics such as the effective exciton lifetime and gain characteristics of the quantum dots in the active region of these microlasers.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmitt2013,
  author    = {Schmitt, Peter},
  title     = {MR imaging of tumors: Approaches for functional and fast morphological characterization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135967},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The subject of this work was to develop, implement, optimize and apply methods for quantitative MR imaging of tumors. In the context of functional and physiological characterization, this implied transferring techniques established in tumor model research to human subjects and assessing their feasibility for use in patients. In the context of the morphologic assessment and parameter imaging of tumors, novel concepts and techniques were developed, which facilitated the simultaneous quantification of multiple MR parameters, the generation of "synthetic" MR images with various contrasts, and the fast single-shot acquisition of purely T2-weighted images.},
  subject      = {Kernspintomografie},
  language  = {en}
}
@article{ArcaTeddeSrameketal.2013,
  author    = {Arca, Francesco and Tedde, Sandro F. and Sramek, Maria and Rauh, Julia and Lugli, Paolo and Hayden, Oliver},
  title     = {Interface Trap States in Organic Photodiodes},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {3},
  journal   = {Scientific Reports},
  doi       = {10.1038/srep01324},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131507},
  pages     = {1324},
  year      = {2013},
  abstract  = {Organic semiconductors are attractive for optical sensing applications due to the effortless processing on large active area of several \(cm^2\), which is difficult to achieve with solid-state devices. However, compared to silicon photodiodes, sensitivity and dynamic behavior remain a major challenge with organic sensors. Here, we show that charge trapping phenomena deteriorate the bandwidth of organic photodiodes (OPDs) to a few Hz at low-light levels. We demonstrate that, despite the large OPD capacitances of similar to 10 nF \(cm^{-2}\), a frequency response in the kHz regime can be achieved at light levels as low as 20 nW \(cm^{-2}\) by appropriate interface engineering, which corresponds to a 1000-fold increase compared to state-of-the-art OPDs. Such device characteristics indicate that large active area OPDs are suitable for industrial sensing and even match medical requirements for single X-ray pulse detection in the millisecond range.},
  language  = {en}
}
@article{OPUS4-13153,
  title     = {Measurement of hard double-parton interactions in W(→ℓν) + 2-jet events at \(\sqrt{s}=7\) TeV with the ATLAS detector},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {033038},
  organization    = {The ATLAS Collaboration},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/3/033038},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131531},
  year      = {2013},
  abstract  = {The production of W bosons in association with two jets in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of \(\sqrt{s}=7\),TeV has been analysed for the presence of double-parton interactions using data corresponding to an integrated luminosity of \(36 pb^{-1}\), collected with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The fraction of events arising from double-parton interactions, \(f^D_{DP}\), has been measured through the pT balance between the two jets and amounts to \(f^D_{DP}\) = 0.08 ± 0.01 (stat.) ± 0.02 (sys.) for jets with transverse momentum \(p_T\) > 20 GeV and rapidity |y| < 2.8. This corresponds to a measurement of the effective area parameter for hard double-parton interactions of \(\sigma_{eff} = 15 ± 3 (stat.)^{+5}_{-3} (sys.)\) mb.},
  language  = {en}
}
@article{OPUS4-13154,
  title     = {Search for extra dimensions in diphoton events from proton-proton collisions at \(\sqrt {s} = 7\)  TeV in the ATLAS detector at the LHC},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  organization    = {The ATLAS Collaboration},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/4/043007},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131548},
  pages     = {043007},
  year      = {2013},
  abstract  = {The large difference between the Planck scale and the electroweak scale, known as the hierarchy problem, is addressed in certain models through the postulate of extra spatial dimensions. A search for evidence of extra spatial dimensions in the diphoton channel has been performed using the full set of proton-proton collisions at \(\sqrt {s} = 7\) TeV recorded in 2011 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. This dataset corresponds to an integrated luminosity of \(4.9 fb^{-1}\). The diphoton invariant mass spectrum is observed to be in good agreement with the Standard Model expectation. In the context of the model proposed by Arkani-Hamed, Dimopoulos and Dvali, 95\% confidence level lower limits of between 2.52 and 3.92 TeV are set on the ultraviolet cutoff scale MS depending on the number of extra dimensions and the theoretical formalism used. In the context of the Randall-Sundrum model, a lower limit of 2.06 (1.00) TeV at 95\% confidence level is set on the mass of the lightest graviton for couplings of \(k/\overline {M}_{Pl} = 0.1 (0.01)\). Combining with the ATLAS dilepton searches based on the 2011 data, the 95\% confidence level lower limit on the Randall-Sundrum graviton mass is further tightened to 2.23 (1.03) TeV for \(k/\overline {M}_{Pl} = 0.1 (0.01)\).},
  language  = {en}
}
@article{WeibelBasseLuesebrinkHessetal.2013,
  author    = {Weibel, Stephanie and Basse-Luesebrink, Thomas Christian and Hess, Michael and Hofmann, Elisabeth and Seubert, Carolin and Langbein-Laugwitz, Johanna and Gentschev, Ivaylo and Sturm, Volker J{\"o}rg Friedrich and Ye, Yuxiang and Kampf, Thomas and Jakob, Peter Michael and Szalay, Aladar A.},
  title     = {Imaging of Intratumoral Inflammation during Oncolytic Virotherapy of Tumors by \(^{19}\)F-Magnetic Resonance Imaging (MRI)},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {8},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {3},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0056317},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130311},
  pages     = {e56317},
  year      = {2013},
  abstract  = {Background Oncolytic virotherapy of tumors is an up-coming, promising therapeutic modality of cancer therapy. Unfortunately, non-invasive techniques to evaluate the inflammatory host response to treatment are rare. Here, we evaluate \(^{19}\)F magnetic resonance imaging (MRI) which enables the non-invasive visualization of inflammatory processes in pathological conditions by the use of perfluorocarbon nanoemulsions (PFC) for monitoring of oncolytic virotherapy. Methodology/Principal Findings The Vaccinia virus strain GLV-1h68 was used as an oncolytic agent for the treatment of different tumor models. Systemic application of PFC emulsions followed by \(^1H\)/\(^{19}\)F MRI of mock-infected and GLV-1h68-infected tumor-bearing mice revealed a significant accumulation of the \(^{19}\)F signal in the tumor rim of virus-treated mice. Histological examination of tumors confirmed a similar spatial distribution of the \(^{19}\)F signal hot spots and \(CD68^+\)-macrophages. Thereby, the \(CD68^+\)-macrophages encapsulate the GFP-positive viral infection foci. In multiple tumor models, we specifically visualized early inflammatory cell recruitment in Vaccinia virus colonized tumors. Furthermore, we documented that the \(^{19}\)F signal correlated with the extent of viral spreading within tumors. Conclusions/Significance These results suggest \(^{19}\)F MRI as a non-invasive methodology to document the tumor-associated host immune response as well as the extent of intratumoral viral replication. Thus, \(^{19}\)F MRI represents a new platform to non-invasively investigate the role of the host immune response for therapeutic outcome of oncolytic virotherapy and individual patient response.},
  language  = {en}
}
@article{OPUS4-13155,
  title     = {Search for excited electrons and muons in \(\sqrt {s}=8\) TeV proton-proton collisions with the ATLAS detector},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {093011},
  organization    = {The ATLAS Collaboration},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/9/093011},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131557},
  year      = {2013},
  abstract  = {The ATLAS detector at the Large Hadron Collider is used to search for excited electrons and excited muons in the channel \(pp →ℓℓ^\ast→ℓℓ\gamma \), assuming that excited leptons are produced via contact interactions. The analysis is based on \(13 fb^{-1}\) of pp collisions at a centre-of-mass energy of 8 TeV. No evidence for excited leptons is found, and a limit is set at the 95\% credibility level on the cross section times branching ratio as a function of the excitedlepton mass \(m_{ℓ^\ast}\) . For \(m_{ℓ^\ast}\) ≽0.8 TeV, the respective upper limits on \(\sigma B(ℓ→ ℓ\gamma)\) are 0.75 and 0.90 fb for the \(e^\ast\) and \(μ^\ast\) searches. Limits on \(\sigma B\) are converted into lower bounds on the compositeness scale \(\Lambda\). In the special case where \(\Lambda = m_{ℓ^\ast}\), excited-electron and excited-muon masses below 2.2 TeV are excluded.},
  language  = {en}
}
@article{OPUS4-13156,
  title     = {Search for WH production with a light Higgs boson decaying to prompt electron-jets in proton-proton collisions at \(\sqrt {s}=7\)  TeV with the ATLAS detector},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {043009},
  organization    = {The ATLAS Collaboration},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/4/043009},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131565},
  year      = {2013},
  abstract  = {A search is performed for WH production with a light Higgs boson decaying to hidden-sector particles resulting in clusters of collimated electrons, known as electron-jets. The search is performed with \(2.04 fb^{-1}\) of data collected in 2011 with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider in proton-proton collisions at \(\sqrt {s}=7 TeV\) . One event satisfying the signal selection criteria is observed, which is consistent with the expected background rate. Limits on the product of the WH production cross section and the branching ratio of a Higgs boson decaying to prompt electron-jets are calculated as a function of a Higgs boson mass in the range from 100 to 140 GeV.},
  language  = {en}
}
@article{OostingaMaierSchueffelgenetal.2013,
  author    = {Oostinga, Jeroen B. and Maier, Luis and Sch{\"u}ffelgen, Peter and Knott, Daniel and Ames, Christopher and Br{\"u}ne, Christoph and Tkachov, Grigory and Buhmann, Hartmut and Molenkamp, Laurens W.},
  title     = {Josephson Supercurrent through the Topological Surface States of Strained Bulk HgTe},
  series = {Physical Review X},
  volume    = {3},
  journal   = {Physical Review X},
  number    = {021007},
  doi       = {10.1103/PhysRevX.3.021007},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129834},
  year      = {2013},
  abstract  = {Strained bulk HgTe is a three-dimensional topological insulator, whose surface electrons have a high mobility (~ 30 000 cm\(^2\)=Vs), while its bulk is effectively free of mobile charge carriers. These properties enable a study of transport through its unconventional surface states without being hindered by a parallel bulk conductance. Here, we show transport experiments on HgTe-based Josephson junctions to investigate the appearance of the predicted Majorana states at the interface between a topological insulator and a superconductor. Interestingly, we observe a dissipationless supercurrent flow through the topological surface states of HgTe. The current-voltage characteristics are hysteretic at temperatures below 1 K, with critical supercurrents of several microamperes. Moreover, we observe a magnetic-field-induced Fraunhofer pattern of the critical supercurrent, indicating a dominant \(2\pi\)-periodic Josephson effect in the unconventional surface states. Our results show that strained bulk HgTe is a promising material system to get a better understanding of the Josephson effect in topological surface states, and to search for the manifestation of zero-energy Majorana states in transport experiments.},
  language  = {en}
}
@article{NordbeckBoenhofHilleretal.2013,
  author    = {Nordbeck, Peter and B{\"o}nhof, Leoni and Hiller, Karl-Heinz and Voll, Sabine and Arias-Loza, Paula and Seidlmaier, Lea and Williams, Tatjana and Ye, Yu-Xiang and Gensler, Daniel and Pelzer, Theo and Ertl, Georg and Jakob, Peter M. and Bauer, Wolfgang R. and Ritter, Oliver},
  title     = {Impact of Thoracic Surgery on Cardiac Morphology and Function in Small Animal Models of Heart Disease: A Cardiac MRI Study in Rats},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {8},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {8},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0068275},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130064},
  pages     = {e68275},
  year      = {2013},
  abstract  = {Background Surgical procedures in small animal models of heart disease might evoke alterations in cardiac morphology and function. The aim of this study was to reveal and quantify such potential artificial early or long term effects in vivo, which might account for a significant bias in basic cardiovascular research, and, therefore, could potentially question the meaning of respective studies. Methods Female Wistar rats (n = 6 per group) were matched for weight and assorted for sham left coronary artery ligation or control. Cardiac morphology and function was then investigated in vivo by cine magnetic resonance imaging at 7 Tesla 1 and 8 weeks after the surgical procedure. The time course of metabolic and inflammatory blood parameters was determined in addition. Results Compared to healthy controls, rats after sham surgery showed a lower body weight both 1 week (267.5±10.6 vs. 317.0±11.3 g, n<0.05) and 8 weeks (317.0±21.1 vs. 358.7±22.4 g, n<0.05) after the intervention. Left and right ventricular morphology and function were not different in absolute measures in both groups 1 week after surgery. However, there was a confined difference in several cardiac parameters normalized to the body weight (bw), such as myocardial mass (2.19±0.30/0.83±0.13 vs. 1.85±0.22/0.70±0.07 mg left/right per g bw, p<0.05), or enddiastolic ventricular volume (1.31±0.36/1.21±0.31 vs. 1.14±0.20/1.07±0.17 µl left/right per g bw, p<0.05). Vice versa, after 8 weeks, cardiac masses, volumes, and output showed a trend for lower values in sham operated rats compared to controls in absolute measures (782.2±57.2/260.2±33.2 vs. 805.9±84.8/310.4±48.5 mg, p<0.05 for left/right ventricular mass), but not normalized to body weight. Matching these findings, blood testing revealed only minor inflammatory but prolonged metabolic changes after surgery not related to cardiac disease. Conclusion Cardio-thoracic surgical procedures in experimental myocardial infarction cause distinct alterations upon the global integrity of the organism, which in the long term also induce circumscribed repercussions on cardiac morphology and function. This impact has to be considered when analyzing data from respective animal studies and transferring these findings to conditions in patients.},
  language  = {en}
}
@article{ThierschmannHenkeKnorretal.2013,
  author    = {Thierschmann, H. and Henke, M. and Knorr, J. and Maier, L. and Heyn, C. and Hansen, W. and Buhmann, H. and Molenkamp, L. W.},
  title     = {Diffusion thermopower of a serial double quantum dot},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {123010},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/12/123010},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129714},
  year      = {2013},
  abstract  = {We have experimentally studied the diffusion thermopower of a serial double quantum dot, defined electrostatically in a GaAs/AlGaAs heterostructure. We present the thermopower stability diagram for a temperature difference 1T = (20±10)mK across the device and find a maximum thermovoltage signal of several μV in the vicinity of the triple points. Along a constant energy axis in this regime, the data show a characteristic pattern which is in agreement with Mott's relation and can be well understood within a model of sequential transport.},
  language  = {en}
}
@article{BentmannReinert2013,
  author    = {Bentmann, Hendrik and Reinert, Friedrich},
  title     = {Enhancing and reducing the Rashba-splitting at surfaces by adsorbates: Na and Xe on Bi/Cu(111)},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {115011},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/11/115011},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129722},
  year      = {2013},
  abstract  = {The surface alloy Bi/Cu(111) shows a paradigmatic free-electron-like surface state with a very large Rashba-type spin-orbit splitting. Using angle-resolved photoemission we investigate how adsorbates of different chemical nature influence the size of the spin splitting in this system. We find that the adsorption of small amounts of monovalent Na atoms leads to an enhancement of the spin splitting while an overlayer of the closed-shell rare gas Xe causes a reduction. The latter result is in contrast to the Au(111) surface for which an increased splitting size after Xe-adsorption was observed. We discuss these experimental findings in terms of the characteristic differences of the surface state wave functions and their spatial deformation in the presence of different types of adsorbates. Our results provide insight into the complex interplay of atomic and interface potential gradients governing the Rashba effect.},
  language  = {en}
}
@article{ScholzSauerWiessneretal.2013,
  author    = {Scholz, M. and Sauer, C. and Wiessner, M. and Nguyen, N. and Scholl, A. and Reinert, F.},
  title     = {Structure formation in organic thin films observed in real time by energy dispersive near-edge x-ray absorption fine-structure spectroscopy},
  series = {New Journal of Physics},
  volume    = {15},
  journal   = {New Journal of Physics},
  number    = {083052},
  doi       = {10.1088/1367-2630/15/8/083052},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129749},
  year      = {2013},
  abstract  = {We study the structure formation of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylicacid- dianhydride (NTCDA) multilayer films on Ag(111) surfaces by energy dispersive near-edge x-ray absorption fine-structure spectroscopy (NEXAFS) and photoelectron spectroscopy. The time resolution of seconds of the method allows us to identify several sub-processes, which occur during the post-growth three-dimensional structural ordering, as well as their characteristic time scales. After deposition at low temperature the NTCDA molecules are preferentially flat lying and the films exhibit no long-range order. Upon annealing the molecules flip into an upright orientation followed by an aggregation in a transient phase which exists for several minutes. Finally, threedimensional islands are established with bulk-crystalline structure involving substantial mass transport on the surface and morphological roughening. By applying the Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami model the activation energies of the temperature-driven sub-processes can be derived from the time evolution of the NEXAFS signal.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mueller2013,
  author    = {M{\"u}ller, Thomas M.},
  title     = {Computergest{\"u}tztes Materialdesign: Mikrostruktur und elektrische Eigenschaften von Zirkoniumdioxid-Aluminiumoxid Keramiken},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-110942},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die Mikrostruktur von Zirkonoxid-Aluminiumoxid Keramiken wurde im Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht und mittels quantitativer Bildanalyse weiter charakterisiert. Die so erhaltenen spezifischen morphologischen Kennwerte wurden mit denen, die an dreidimensionalen Modellstrukturen {\"a}quivalent gewonnen wurden, verglichen. Es wurden modifizierte Voronoistrukturen benutzt, um die beteiligten Phasen in repr{\"a}sentativen Volumenelementen (RVE) auf Voxelbasis zu erzeugen. Poren wurden an den Ecken und Kanten dieser Strukturen nachtr{\"a}glich hinzugef{\"u}g. Nachdem alle relevanten Kennwerte der Modellstrukturen an die realen keramischen Mikrostrukturen angepasst wurden, musste das RVE f{\"u}r die Finite Element Simulationen (FES) geeignet vernetzt werden. Eine einfache {\"U}bernahme der Voxelstrukturen in hexaedrische Elemente f{\"u}hrt zu sehr langen Rechenzeiten, und die erforderliche Genauigkeit der FES konnte nicht erreicht werden. Deshalb wurde zun{\"a}chst eine adaptive Oberfl{\"a}chenvernetzung ausgehend von einem generally classed marching tetrahedra Algorithmus erzeugt. Dabei wurde besonderer Wert auf die Beibehaltung der zuvor angepassten Kennwerte gelegt. Um die Rechenzeiten zu verk{\"u}rzen ohne die Genauigkeit der FES zu beeintr{\"a}chtigen, wurden die Oberfl{\"a}chenvernetzungen dergestalt vereinfacht, dass eine hohe Aufl{\"o}sung an den Ecken und Kanten der Strukturen erhalten blieb, w{\"a}hrend sie an flachen Korngrenzen stark verringert wurde. Auf Basis dieser Oberfl{\"a}chenvernetzung wurden Volumenvernetzungen, inklusive der Abbildung der Korngrenzen durch Volumenelemente, erzeugt und f{\"u}r die FES benutzt. Dazu wurde ein FE-Modell zur Simulation der Impedanzspektren aufgestellt und validiert. Um das makroskopische elektrische Verhalten der polykristallinen Keramiken zu simulieren, mussten zun{\"a}chst die elektrischen Eigenschaften der beteiligten Einzelphasen gemessen werden. Dazu wurde eine Anlage zur Impedanzspektroskopie bis 1000 °C aufgebaut und verwendet. Durch weitere Auswertung der experimentellen Daten unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung der Korngrenzeffekte wurden die individuellen Phaseneigenschaften erhalten. Die Zusammensetzung der Mischkeramiken reichte von purem Zirkonoxid (3YSZ) bis zu purem Aluminiumoxid. Es wurde eine sehr gute {\"U}bereinstimmung zwischen den experimentellen und simulierten Werten bez{\"u}glich der betrachteten elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften erreicht. Die FES wurden verwendet, um die Einfl{\"u}sse verschiedener mikrostruktureller Parameter, wie Porosit{\"a}t, Korngr{\"o}ße und Komposition, auf das makroskopische Materialverhalten n{\"a}her zu untersuchen.},
  subject      = {Keramischer Werkstoff},
  language  = {de}
}
@article{AstakhovFuchsSoltamovetal.2013,
  author    = {Astakhov, Georgy V. and Fuchs, F. and Soltamov, V. A. and V{\"a}th, S. and Baranov, P. G. and Mokhov, E. N. and Dyakonov, V.},
  title     = {Silicon carbide light-emitting diode as a prospective room temperature source for single photons},
  series = {Scientific Reports},
  journal   = {Scientific Reports},
  doi       = {10.1038/srep01637},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-96308},
  year      = {2013},
  abstract  = {Generation of single photons has been demonstrated in several systems. However, none of them satisfies all the conditions, e.g. room temperature functionality, telecom wavelength operation, high efficiency, as required for practical applications. Here, we report the fabrication of light-emitting diodes (LEDs) based on intrinsic defects in silicon carbide (SiC). To fabricate our devices we used a standard semiconductor manufacturing technology in combination with high-energy electron irradiation. The room temperature electroluminescence (EL) of our LEDs reveals two strong emission bands in the visible and near infrared (NIR) spectral ranges, associated with two different intrinsic defects. As these defects can potentially be generated at a low or even single defect level, our approach can be used to realize electrically driven single photon source for quantum telecommunication and information processing.},
  language  = {en}
}
@article{WinterKampfHelluyetal.2013,
  author    = {Winter, Patrick and Kampf, Thomas and Helluy, Xavier and Gutjahr, Fabian T. and Meyer, Cord B. and Rommel, Eberhard and Bauer, Wolfgang R. and Jakob, Peter M. and Herold, Volker},
  title     = {Fast retrospectively triggered local pulse-wave velocity measurements in mice with CMR-microscopy using a radial trajectory},
  series = {Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance},
  journal   = {Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance},
  doi       = {10.1186/1532-429X-15-88},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-96602},
  year      = {2013},
  abstract  = {Background The aortic pulse-wave velocity (PWV) is an important indicator of cardiovascular risk. In recent studies MRI methods have been developed to measure this parameter noninvasively in mice. Present techniques require additional hardware for cardiac and respiratory gating. In this work a robust self-gated measurement of the local PWV in mice without the need of triggering probes is proposed. Methods The local PWV of 6-months-old wild-type C57BL/6J mice (n=6) was measured in the abdominal aorta with a retrospectively triggered radial Phase Contrast (PC) MR sequence using the flow-area (QA) method. A navigator signal was extracted from the CMR data of highly asymmetric radial projections with short repetition time (TR=3 ms) and post-processed with high-pass and low-pass filters for retrospective cardiac and respiratory gating. The self-gating signal was used for a reconstruction of high-resolution Cine frames of the aortic motion. To assess the local PWV the volume flow Q and the cross-sectional area A of the aorta were determined. The results were compared with the values measured with a triggered Cartesian and an undersampled triggered radial PC-Cine sequence. Results In all examined animals a self-gating signal could be extracted and used for retrospective breath-gating and PC-Cine reconstruction. With the non-triggered measurement PWV values of 2.3±0.2 m/s were determined. These values are in agreement with those measured with the triggered Cartesian (2.4±0.2 m/s) and the triggered radial (2.3±0.2 m/s) measurement. Due to the strong robustness of the radial trajectory against undersampling an acceleration of more than two relative to the prospectively triggered Cartesian sampling could be achieved with the retrospective method. Conclusion With the radial flow-encoding sequence the extraction of a self-gating signal is feasible. The retrospective method enables a robust and fast measurement of the local PWV without the need of additional trigger hardware.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Meyer2013,
  author    = {Meyer, Sebastian},
  title     = {Model System for Correlation Phenomena in Reduced Dimensions - Gold-induced Atomic Chains on Germanium},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77723},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Atomic chains, often called nanowires, form in a self-organized process after the adsorption of metal atoms. These wires are spatially well confined representing a close approach of a true one-dimensional structure. The low-dimensional architecture thereby often leads to anisotropic electronic states with vanishing interchain interaction. In the presence of weak coupling to the substrate a one-dimensional metal can experience a phase transition according to Peierls into an insulating ground state upon temperature, which is accompanied by a periodic lattice distortion. Without any coupling a strict onedimensional regime is reached, where the common Fermi liquid description breaks down with the quasi-particles being replaced by collective excitations of spin and charge. This state is referred to as a Tomonaga-Luttinger liquid (TLL), which has been observed so far only in anisotropic bulk materials. An experimental fingerprint for both phenomena can be obtained from the electronic states close to the chemical potential, i.e. the Fermi energy. Using a semiconducting substrate provides the best observation conditions since any bulk projection onto the interesting bands is avoided. In case of Au/Ge(001) the growth of gold-induced chains is guided by the dimerized bare Ge (2×1) reconstruction yielding two different domains of wires rotated by 90° going from one terrace to the next by a single height step. The superior wetting capabilities of gold on germanium enables a complete coverage of the Ge(001) surface with longrange ordered wires. Their length scale and defect density is limited by the underlying substrate, for which a cleaning procedure is introduced based on wet-chemical etching followed by thermal dry oxidation. The band structure of Au/Ge(001) is investigated by angle-resolved photoelectron spectroscopy as a function of temperature. Two states are observed: a two-dimensional metallic state with hole-like dispersion and a one-dimensional electron pocket, whose band-integrated spectral function does not show the typical Fermi distribution at the chemical potential. Instead, a decrease of spectral weight applies following a power-law. This behavior can be well explained within the Tomonaga-Luttinger liquid theory which replaces the Fermi-Landau formalism in strictly one-dimensional systems. To enable theoretical modeling, a structural analysis was performed on the basis of surface x-ray diffraction (SXRD). From the in-plane scattering data a Patterson-map could be extracted leading to in-plane distances between gold atoms in the unit cell. This provides the first step towards a complete structural model and therefore towards a band structure calculation. First successful attempts have been made to manipulate the system by controlled adsorption of potassium. Here, an n-type doping effect is observed for submonolayer coverage whereas slightly increased coverages in combination with thermal energy lead to a new surface reconstruction.},
  subject      = {Nanodraht},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lother2013,
  author    = {Lother, Steffen Reiner},
  title     = {Entwicklung eines 3D MR-Tomographen zur Erdfeld- und multimodalen MR-MPI-Bildgebung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-99181},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und die Anfertigung eines 3D Erdfeld-NMR Tomographen, um damit die ben{\"o}tigte Technik der MR eines MR-MPI-Tomographen am Lehrstuhl zu etablieren. Daraufhin wurden alle n{\"o}tigen Komponenten f{\"u}r ein komplettes 3D Erdfeld-NMR-System entwickelt, gebaut und getestet. Mit diesem Wissen wurde in enger Zusammenarbeit mit der MPI-Arbeitsgruppe am Lehrstuhl ein multimodaler MR-MPI-Tomograph angefertigt und die prinzipielle Machbarkeit der technischen Kombination dieser zwei Modalit{\"a}ten (MRT/MPI) in einer einzigen Apparatur gezeigt. Auf diesem Entwicklungsweg sind zus{\"a}tzlich innovative Systemkomponenten entstanden, wie der Bau eines neuen Pr{\"a}polarisationssystems, mit dem das Pr{\"a}polarisationsfeld kontrolliert und optimiert abgeschaltet werden kann. Des Weiteren wurde ein neuartiges 3D Gradientensystem entwickelt, das parallel und senkrecht zum Erdmagnetfeld ausgerichtet werden kann, ohne die Bildgebungseigenschaften zu verlieren. Hierf{\"u}r wurde ein 3D Standard-Gradientensystem mit nur einer weiteren Spule, auf insgesamt vier Gradientenspulen erweitert. Diese wurden entworfen, gefertigt und anhand von Magnetfeldkarten ausgemessen. Anschließend konnten diese Ergebnisse mit der hier pr{\"a}sentierten Theorie und den Simulationsergebnissen {\"u}bereinstimmend verglichen werden. MPI (Magnetic Particle Imaging) ist eine neue Bildgebungstechnik mit der nur Kontrastmittel detektiert werden k{\"o}nnen. Das hat den Vorteil der direkten und eindeutigen Detektion von Kontrastmitteln, jedoch fehlt die Hintergrundinformation der Probe. Wissenschaftliche Arbeiten prognostizieren großes Potential, die Hintergrundinformationen der MRT mit den hochaufl{\"o}senden Kontrastmittelinformationen mittels MPI zu kombinieren. Jedoch war es bis jetzt nicht m{\"o}glich, diese beiden Techniken in einer einzigen Apparatur zu etablieren. Mit diesem Prototyp konnte erstmalig eine MR-MPI-Messung ohne Probentransfer durchgef{\"u}hrt und die empfindliche Lokalisation von Kontrastmittel mit der {\"U}berlagerung der notwendigen Hintergrundinformation der Probe gezeigt werden. Dies ist ein Meilenstein in der Entwicklung der Kombination von MRT und MPI und bringt die Vision eines zuk{\"u}nftigen, klinischen, multimodalen MR-MPI-Tomographen ein großes St{\"u}ck n{\"a}her.},
  subject      = {NMR-Spektroskopie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Staeb2013,
  author    = {St{\"a}b, Daniel},
  title     = {Erweiterung der Anatomischen Abdeckung in der MRT des Herzens},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-93405},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die MRT hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Instrument in der Diagnostik von Herzerkrankungen entwickelt. Da sie ohne ionisierende Strahlung auskommt, stellt sie vor allem auch eine nichtinvasive Alternative zu den nuklearmedizinischen Verfahren und der Computertomographie dar. Im speziellen erm{\"o}glicht die kardiale MRT die ortsaufgel{\"o}ste Darstellung des Herzens mit einer Vielzahl an Kontrasten. Neben der Morphologie k{\"o}nnen damit auch zahlreiche Funktionsparameter des Herzens, wie die Ejektionsfraktion des linken Ventrikels, oder die Viabilit{\"a}t und Perfusion des Herzmuskels untersucht werden. Atmung und Herzbewegung stellen allerdings große Anforderungen an die MR-Herzbildgebung. Die beiden St{\"o}rfaktoren limitieren den Zeitraum, der zur Bildakquisition zur Verf{\"u}gung steht und erzeugen so Konflikte zwischen r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung, anatomischer Abdeckung, zeitlicher Aufl{\"o}sung und dem Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnis (SNR). Ferner ergibt sich f{\"u}r die meisten eingesetzten Verfahren eine erh{\"o}hte Komplexit{\"a}t. Die Bildgebungssequenzen m{\"u}ssen mittels EKG an den Herzrhythmus des Patienten angepasst und die Bildakquisitionen im Atemanhaltezustand durchgef{\"u}hrt werden. In manchen F{\"a}llen ist sogar eine Aufspaltung der Messung in mehrere Einzelakquisitionen n{\"o}tig, was wiederum die Dauer der Untersuchungen verl{\"a}ngert und den Patientenkomfort reduziert. Mit technischen Entwicklungen im Bereich der Gradienten und der Empfangsspulen sowie durch den Einsatz dedizierter Bildgebungstechniken konnten in den letzten Jahren signifikante Verbesserungen erzielt und der Stellenwert der MR-Bildgebung in der Herzdiagnostik erh{\"o}ht werden. Von großer Bedeutung sind dabei auch Beschleunigungsverfahren wie die Parallele Bildgebung, die eine deutliche Verk{\"u}rzung der Datenakquisition erm{\"o}glichen und so den Einfluss von Atmung und Herzbewegung wirksam reduzieren. Die Beschleunigung wird dabei grunds{\"a}tzlich durch eine unvollst{\"a}ndige Datenakquisition bzw. Unterabtastung des k-Raums erzielt, welche im Zuge der Bildrekonstruktion durch Ausnutzen zus{\"a}tzlich vorhandener Informationen kompensiert wird. Bei der Parallelen Bildgebung ersetzen beispielsweise mehrere um das Objekt herum angeordnete Empfangsspulen die zum Teil unvollst{\"a}ndig durchgef{\"u}hrte Gradientenbasierte Ortskodierung. Die Beschleunigungsverfahren sind allerdings wegen der verringerten Datenaufnahme auch immer mit einer Reduktion des SNR verbunden. Eine alternative Strategie zur Beschleunigung der 2D-Bildgebung mit mehreren Schichten stellt die simultane Multischichtbildgebung mit Multi-Slice Controlled Aliasing In Parallel Imaging Results In Higher Acceleration(MS-CAIPIRINHA) dar. Anders als bei der konventionellen Parallelen Bildgebung wird die Beschleunigung hier nicht durch eine reduzierte Datenaufnahme erzielt. Vielmehr werden Multiband-RF-Pulse eingesetzt, um die Spins in mehreren Schichten gleichzeitig anzuregen. Durch Anwenden schichtspezifischer RF-Phasenzyklen wird die Phase der Spins individuell in jeder Schicht moduliert, wodurch sich eine gegenseitige Verschiebung der Schichten im FOV ergibt. Die Verschiebung erleichtert die Separation der gleichzeitig angeregten Schichten mit Verfahren der Parallelen Bildgebung. Sie erlaubt außerdem eine Minimierung der bei der Rekonstruktion entstehenden Rauschverst{\"a}rkung. Die Multischichtbildgebungstechnik zeichnet sich gegen{\"u}ber der konventionellen Parallelen Bildgebung durch ein wesentlich h{\"o}heres SNR und durch eine Bildrekonstruktion mit geringeren Rekonstruktionsfehlern aus. In dieser Dissertation wurden verschiedene Strategien zur Anwendung von MS-CAIPIRINHA in der MRT des Herzens pr{\"a}sentiert sowie ihre Vorund Nachteile gegen{\"u}bergestellt. Im Allgemeinen erm{\"o}glichen die vorgestellten Konzepte eine hinsichtlich des SNR sehr effiziente Erweiterung der anatomischen Abdeckung. Unter anderem wurde eine M{\"o}glichkeit vorgestellt, mit der es uneingeschr{\"a}nkt gelingt, MS-CAIPIRINHA in der Bildgebung mit bSSFP-Sequenzen anzuwenden. Die Steady-State-Sequenz wird aufgrund ihres hohen intrinsischen SNR und vorteilhaften Kontrastverhaltens sehr h{\"a}ufig in der MRT des Herzens bei 1,5T eingesetzt. Wie auch die simultane Multischichtbildgebung erfordert sie zum Halten der Magnetisierung im station{\"a}ren Zustand die Applikation eines dedizierten RF-Phasenzyklus w{\"a}hrend der Datenakquisition. Der Phasenzyklus der Sequenz ist allerdings nicht ohne Weiteres mit den Phasenzyklen der Multischichttechnik kompatibel, so dass eine Verkn{\"u}pfung der beiden Verfahren bisher nur durch Aufspalten der Bildakquisition in mehrere Teilmessungen gelang. Mit dem in Kapitel 5 vorgestellten Konzept ist diese zumeist impraktikable Segmentierung nicht mehr erforderlich. Generalisierte RF-Phasenzyklen, die sowohl die Anforderungen der Sequenz, als auch die der Multischichtbildgebung erf{\"u}llen, erm{\"o}glichen eine uneingeschr{\"a}nkte Anwendung der Multischichttechnik in der Bildgebung mit bSSFP oder vergleichbaren Steady-State-Sequenzen. Die Multischichttechnik ist damit auch bei Untersuchungen in Echtzeit oder mit Magnetisierungspr{\"a}paration - Verfahren, die unter anderem in der MR-Herzdiagnostik Verwendung finden - einsetzbar. Anhand von Echtzeit-, Cine- und First-Pass-Herzperfusionsuntersuchungen am menschlichen Herzen konnte die Anwendbarkeit des Konzepts erfolgreich demonstriert werden. Durch die Akquisition zweier Schichten in der Zeit, die normalerweise zur Bildgebung einer einzelnen Schicht ben{\"o}tigt wird, gelang eine Verdoppelung der anatomischen Abdeckung bei unver{\"a}ndert hoher Bildqualit{\"a}t. Bei den Herzperfusionsuntersuchungen konnten je RR-Intervall sechs Schichten akquiriert werden. Bei Echtzeit- und Cine-Messungen erlaubt das Konzept eine signifikante Reduktion der Anzahl der Atemanhaltezust{\"a}nde und dementsprechend eine wirksame Verk{\"u}rzung der Patientenuntersuchung und eine Verbesserung des Patientenkomforts. In Kapitel 6 wurde eine effiziente Strategie zur Anwendung der simultanen Multischichtbildgebung in der First-Pass-Herzperfusionsbildgebung bei 3T vorgestellt. Es wurde gezeigt, dass durch den Einsatz von MS-CAIPIRINHA mit Beschleunigungsfaktoren, die gr{\"o}ßer sind als die Anzahl der simultan angeregten Schichten, neben der anatomischen Abdeckung auch die r{\"a}umliche Aufl{\"o}sung innerhalb der Bildgebungsschicht erh{\"o}ht werden kann. Beide Verbesserungen sind f{\"u}r die MR-gest{\"u}tzte Diagnostik der Koronaren Herzerkrankung von Bedeutung. W{\"a}hrend mit einer hohen r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung subendokardiale und transmurale Infarktareale unterschieden werden k{\"o}nnen, erleichtert eine hohe anatomische Abdeckung die genaue Eingrenzung hypoperfundierter Bereiche. Das grunds{\"a}tzliche Prinzip der vorgestellten Strategie besteht in der Kombination zweier unterschiedlicher Beschleunigungsans{\"a}tze: Zur Verbesserung der anatomischen Abdeckung kommt die simultane Multischichtbildgebung zum Einsatz. Zus{\"a}tzlich zur gleichzeitigen Anregung mehrerer Schichten wird der k-Raum regelm{\"a}ßig unterabgetastet. Die dabei erzielte Beschleunigung wird zur Verbesserung der r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung eingesetzt. Die Bildrekonstruktion erfolgt mit Verfahren der Parallelen Bildgebung. Der Vorteil des Konzepts liegt insbesondere im vollst{\"a}ndigen Erhalt der Datenakquisitionszeit gegen{\"u}ber einer unbeschleunigten Messung mit Standardabdeckung und -aufl{\"o}sung. Anders als bei konventionellen Beschleunigungsverfahren wirken sich lediglich die Verkleinerung der Voxelgr{\"o}ße sowie die Rauschverst{\"a}rkung der Bildrekonstruktion SNR-reduzierend aus. Die Rauschverst{\"a}rkung wird dabei, durch die gegenseitige Verschiebung der simultan angeregten Schichten im FOV, so gering wie m{\"o}glich gehalten. Die Anwendbarkeit des Konzepts konnte anhand von Simulationen sowie Untersuchungen an Probanden und Herzinfarktpatienten erfolgreich demonstriert werden. Simultanes Anregen zweier Schichten und 2,5-faches Unterabtasten des k-Raums erm{\"o}glichte die Durchf{\"u}hrung von Untersuchungen mit einer anatomischen Abdeckung von sechs bis acht Schichten je RR-Intervall und einer r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung von 2,0×2,0×8,0mm3. Es konnte gezeigt werden, dass die angewandte GRAPPA-Rekonstruktion, trotz der effektiv f{\"u}nffachen Beschleunigung, robust und im Wesentlichen mit geringer Rauschverst{\"a}rkung durchf{\"u}hrbar ist. Bildqualit{\"a}t und SNR waren f{\"u}r eine sektorweise Absolutquantifizierung der Myokardperfusion ausreichend, w{\"a}hrend die hohe r{\"a}umliche Aufl{\"o}sung die Abgrenzung kleiner subendokardialer Perfusionsdefizite erm{\"o}glichte. Aufgrund seiner großen Flexibilit{\"a}t und recht einfachen Implementierbarkeit ist das Beschleunigungskonzept vielversprechend hinsichtlich einer Anwendung in der klinischen Routine. Die diesbez{\"u}gliche Tauglichkeit ist allerdings in weiterf{\"u}hrenden Patientenstudien noch zu evaluieren. Alternativ zu diesem Konzept wurde in Kapitel 7 noch eine weitere, ebenfalls auf MS-CAIPIRINHA basierende Strategie f{\"u}r die First-Pass-Herzperfusionsbildgebung bei 3T mit großer anatomischer Abdeckung und hoher r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung vorgestellt. Wie zuvor bestand die Grundidee des Konzepts darin, MS-CAIPIRINHA mit Beschleunigungsfaktoren anzuwenden, welche gr{\"o}ßer sind als die Anzahl der simultan angeregten Schichten und die Vergr{\"o}ßerung der anatomischen Abdeckung durch simultanes Anregen mehrerer Schichten zu realisieren. Um allerdings die bei der Bildrekonstruktion und Schichtseparation entstehende Rauschverst{\"a}rkung zu minimieren, wurde zur Verbesserung der r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung innerhalb der Schicht das nichtlineare Beschleunigungsverfahren Compressed Sensing zum Einsatz gebracht. Die erst in den letzten Jahren entwickelte Technik erm{\"o}glicht die exakte Rekonstruktion zuf{\"a}llig unterabgetasteter Daten, sofern bekannt ist, dass sich das rekonstruierte Bild in eine wohldefinierte sparse Darstellung {\"u}berf{\"u}hren l{\"a}sst. Neben der Erreichbarkeit hoher Beschleunigungsfaktoren bietet Compressed Sensing den Vorteil einer Bildrekonstruktion ohne signifikante Rauscherh{\"o}hung. Zur Einbindung des Verfahrens in das Multischichtbildgebungskonzept erfolgt die f{\"u}r die Verbesserung der Aufl{\"o}sung n{\"o}tige Unterabtastung des k-Raums, zuf{\"a}llig und inkoh{\"a}rent. Zur Bildrekonstruktion sind zwei Teilschritte erforderlich. Im ersten Teilschritt werden die durch die zuf{\"a}llige Unterabtastung entstandenen inkoh{\"a}renten Artefakte mit Compressed Sensing entfernt, im zweiten die gleichzeitig angeregten Schichten mit Verfahren der Parallelen MRT separiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Kombination aus Compressed Sensing und MS-CAIPIRINHA eine Reduktion der inhomogenen Rauschverst{\"a}rkung erm{\"o}glicht und zur Durchf{\"u}hrung von qualitativen First-Pass-Herzperfusionsuntersuchungen mit einer Abdeckung von sechs bis acht Schichten je RR-Intervall sowie einer r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung von 2,0 × 2,0 × 8,0mm3 geeignet ist. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass das angewandte Multischicht-Bildgebungskonzept einer Anwendung des entsprechenden Compressed-Sensing-Konzepts ohne simultane Multischichtanregung {\"u}berlegen ist. Es stellte sich allerdings auch heraus, dass die rekonstruierten Bilder mit systematischen Fehlern behaftet sind, zu welchen auch ein signifikanter rekonstruktionsbedingter Verlust an zeitlicher Aufl{\"o}sung z{\"a}hlt. Dieser kann zu einer Verzerrung quantitativ bestimmter Perfusionswerte f{\"u}hren und verhindert so robuste quantitative Messungen der Myokardperfusion. Es ist außerdem davon auszugehen, dass auch abrupte Signalver{\"a}nderungen, die bei Arrhythmien oder Bewegung auftreten, nur sehr ungenau rekonstruiert werden k{\"o}nnen. Die Systematischen Rekonstruktionsfehler konnten anhand zweier Verfahren, einer Monte-Carlo-Simulation sowie einer Analyse der lokalen Punktantworten pr{\"a}zise Untersucht werden. Die beiden Analysemethoden erm{\"o}glichten einerseits die genaue Bestimmung systematischer und statistischer Abweichungen der Signalamplitude und andererseits die Quantifizierung rekonstruktionsbedingter zeitlicher und r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sungsverluste. Dabei konnte ein Mangel an Sparsit{\"a}t als grundlegende Ursache der Rekonstruktionsfehler ermittelt werden. Die bei der Analyse eingesetzten Verfahren erleichtern das Verst{\"a}ndnis von Compressed Sensing und k{\"o}nnen beispielsweise bei der Entwicklung nichtlinearer Beschleunigungskonzepte zur Bildqualit{\"a}tsanalyse eingesetzt werden.},
  subject      = {Kernspintomographie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Choli2013,
  author    = {Choli, Morwan},
  title     = {Hybridmethoden zur Reduzierung der spezifischen Absorptionsrate f{\"u}r neuroradiologische MRT-Untersuchungen an Hochfeldsystemen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-100023},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die klinische Magnetresonanztomografie (MRT) operiert meist bei einer Magnetfeldst{\"a}rke von 1,5 Tesla (T). Es halten jedoch immer mehr 3T MRT-Systeme Einzug im klinischen Alltag und seit kurzem auch 7T Ganzk{\"o}rper-MRT-Systeme in die Grundlagenforschung. H{\"o}here Magnetfeldst{\"a}rken f{\"u}hren grunds{\"a}tzlich zum einem verbesserten Signal-zu-Rausch- Verh{\"a}ltnis, welches sich gewinnbringend in eine erh{\"o}hte Ortsaufl{\"o}sung oder schnellere Bildaufnahme {\"a}ußert. Ein Nachteil ist aber die dabei im Patienten deponierte Hochfrequenz-Energie (HF-Energie), welche quadratisch mit ansteigender Feldst{\"a}rke zusammenh{\"a}ngt. Charakterisiert wird diese durch die spezifische Absorptionsrate (SAR) und ist durch vorgegebene gesetzliche Grenzwerte beschr{\"a}nkt. Moderne, SAR-intensive MRT-Techniken (z.B. Multispinecho-Verfahren) sind bereits bei 1,5T nahe den zul{\"a}ssigen SAR-Grenzwerten und somit nicht unver{\"a}ndert auf Hochfeld-Systeme {\"u}bertragbar. In dieser Arbeit soll das Potential modularer Hybrid-MRT-Techniken genutzt werden, um das SAR bei besonders SAR-intensiven MRT-Verfahren ohne signifikante Einbußen in der Bildqualit{\"a}t erheblich zu verringern. Die Hybrid-Techniken sollen in Verbindung mit zus{\"a}tzlichen Methoden der SAR-Reduzierung den breiteren Einsatz SAR-intensiver MRT-Techniken an hohen Magnetfeldern erm{\"o}glichen. Ziel dieser Arbeit ist es, routinef{\"a}hige und SAR-reduzierte MRT-Standard-Protokolle f{\"u}r neuroanatomische Humanuntersuchungen mit r{\"a}umlicher H{\"o}chstaufl{\"o}sung bei Magnetfeldern von 3T und 7T zu etablieren.},
  subject      = {Kernspintomografie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wagenpfahl2013,
  author    = {Wagenpfahl, Alexander Johannes},
  title     = {Numerical simulations on limitations and optimization strategies of organic solar cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-90119},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Continuously increasing energy prices have considerably influenced the cost of living over the last decades. At the same time increasingly extreme weather conditions, drought-filled summers as well as autumns and winters with heavier rainfall and worsening storms have been reported. These are possibly the harbingers of the expected approaching global climate change. Considering the depletability of fossil energy sources and a rising distrust in nuclear power, investigations into new and innovative renewable energy sources are necessary to prepare for the coming future. In addition to wind, hydro and biomass technologies, electricity generated by the direct conversion of incident sunlight is one of the most promising approaches. Since the syntheses and detailed studies of organic semiconducting polymers and fullerenes were intensified, a new kind of solar cell fabrication became conceivable. In addition to classical vacuum deposition techniques, organic cells were now also able to be processed from a solution, even on flexible substrates like plastic, fabric or paper. An organic solar cell represents a complex electrical device influenced for instance by light interference for charge carrier generation. Also charge carrier recombination and transport mechanisms are important to its performance. In accordance to Coulomb interaction, this results in a specific distribution of the charge carriers and the electric field, which finally yield the measured current-voltage characteristics. Changes of certain parameters result in a complex response in the investigated device due to interactions between the physical processes. Consequently, it is necessary to find a way to generally predict the response of such a device to temperature changes for example. In this work, a numerical, one-dimensional simulation has been developed based on the drift-diffusion equations for electrons, holes and excitons. The generation and recombination rates of the single species are defined according to a detailed balance approach. The Coulomb interaction between the single charge carriers is considered through the Poisson equation. An analytically non-solvable differential equation system is consequently set-up. With numerical approaches, valid solutions describing the macroscopic processes in organic solar cells can be found. An additional optical simulation is used to determine the spatially resolved charge carrier generation rates due to interference. Concepts regarding organic semiconductors and solar cells are introduced in the first part of this work. All chapters are based on previous ones and logically outline the basic physics, device architectures, models of charge carrier generation and recombination as well as the mathematic and numerical approaches to obtain valid simulation results. In the second part, the simulation is used to elaborate issues of current interest in organic solar cell research. This includes a basic understanding of how the open circuit voltage is generated and which processes limit its value. S-shaped current-voltage characteristics are explained assigning finite surface recombination velocities at metal electrodes piling-up local space charges. The power conversion efficiency is identified as a trade-off between charge carrier accumulation and charge extraction. This leads to an optimum of the power conversion efficiency at moderate to high charge carrier mobilities. Differences between recombination rates determined by different interpretations of identical experimental results are assigned to a spatially inhomogeneous recombination, relevant for almost all low mobility semiconductor devices.},
  subject      = {Organische Solarzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sperlich2013,
  author    = {Sperlich, Andreas},
  title     = {Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy of Conjugated Polymers and Fullerenes for Organic Photovoltaics},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-81244},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {In the presented thesis, the various excited states encountered in conjugated organic semiconductors are investigated with respect to their utilization in organic thin-film solar cells. Most of these states are spin-baring and can therefore be addressed by means of magnetic resonance spectroscopy. The primary singlet excitation (spin 0), as well as positive and negative polaronic charge carriers (spin 1/2) are discussed. Additionally, triplet excitons (spin 1) and charge transfer complexes are examined, focussing on their differing spin-spin interaction strength. For the investigation of these spin-baring states especially methods of electron paramagnetic resonance (EPR) are best suited. Therefore according experimental methods were implemented in the course of this work to study conjugated polymers, fullerenes and their blends with continuous wave as well as time-resolved EPR and optically detected magnetic resonance.},
  subject      = {Organische Solarzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ruff2013,
  author    = {Ruff, Andreas},
  title     = {On the importance of electronic correlations in potassium-doped organic semiconductors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83635},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The present thesis is concerned with the impact of alkali metal-doping on the electronic structure of semiconducting organic thin films. The organic molecular systems which have been studied are the polycyclic aromatic hydrocarbons picene, pentacene, and coronene. Motivated by reports about exceptional behavior like superconductivity and electronic correlations of their alkali metal-doped compounds, high quality films fabricated from the above named molecules have been studied. The electronic structure of the pristine materials and their doped compounds has been investigated using photoelectron spectroscopy. Core level and valence band studies of undoped films yield excellent photoemission spectra agreeing with or even outperforming previously reported data from the literature. Alkali metal-doping manifests itself in a uniform manner in the electronic structure for all probed samples: Opposed to reports from the literature about metallicity and even superconductivity in alkali metal-doped picene, pentacene, and coronene, all films exhibit insulating nature with an energy gap of the order of one electron-volt. Remarkably, this is independent of the doping concentration and the type of dopant, i.e., potassium, cesium, or sodium. Based on the interplay between narrow bandwidths in organic semiconductors and sufficiently high on-molecule Coulomb repulsion, the non-metallicity is attributed to the strong influence of electronic correlations leading to the formation of a Mott insulator. In the case of picene, this is consolidated by calculations using a combination of density functional theory and dynamical mean-field theory. Beyond the extensive considerations regarding electronic correlations, further intriguing aspects have been observed. The deposition of thin picene films leads to the formation of a non-equilibrium situation between substrate and film surface. Here, the establishment of a homogeneous chemical potential is hampered due to the only weak van der Waals-interactions between the molecular layers in the films. Consequently, spectral weight is measurable above the reference chemical potential in photoemission. Furthermore, it has been found that the acceptance of additional electrons in pentacene is limited. While picene and coronene are able to host up to three extra electrons, in pentacene the limit is already reached for one electron. Finally, further extrinsic effects, coming along with alkali metal-doping, have been scrutinized. The oxidation of potassium atoms induced by the reaction with molecular oxygen in the residual gas of the ultra-high vacuum system turned out to significantly influence the electronic structure of alkali metal-doped picene and coronene. Moreover, also the applied X-ray and UV irradiation caused a certain impact on the photoemission spectra. Surprisingly, both effects did not play a role in the studies of potassium-doped pentacene.},
  subject      = {Organischer Halbleiter},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Pohl2013,
  author    = {Pohl, Christoph},
  title     = {Silicon Based MBE of Manganese-Silicide and Silicon-Suboxide},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83757},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The present thesis deals with the fabrication, optimization of growth process and characterization of silicon based materials with molecular beam epitaxy. Two material systems are investigated in the course of this work: silicon/silicon suboxide multilayer structures and mono manganese silicide thin films. Mono manganese silicide (MnSi) is grown on Si(111) substrates with an hydrogen passivated surface, that is prepared by wet chemical processes. The growth start is performed by deposition of an amorphous Mn wetting layer that is subsequently annealed to form a MnSi seed layer on which the MnSi molecular beam epitaxy (MBE) is achieved. An amorphous or a crystalline Si cap layer is deposited onto the MnSi film to finalize the growth process and protect the sample from oxidation. With Raman spectroscopy it is shown that the crystalline cap layer is in fact single crystalline silicon. Results of x-ray diffraction and Raman spectroscopy confirm the growth of mono manganese silicide in contrast to other existing manganese silicide phases. In addition, in-plane and out-of-plane residual strain, and twinning of the MnSi thin film is detected with x-ray diffraction of symmetric and asymmetric reflections. Orientation between the Si substrate and the MnSi film is determined with the parallel lattice planes MnSi(210) and Si(511). Transport measurements show a T^2 dependence of the resistivity below 30K and metallic behavior above, a magneto resistance of 0.9\% and an unusual memory like effect of the resistance for an in-plane magnetic field sweep measurement. Silicon/Silicon suboxide (SiOx) multilayer structures are grown on Si(100) by interrupting the Si growth and oxidizing the surface with molecular oxygen. During oxidation the RHEED pattern changes from the Si(2x1) reconstruction to an amorphous pattern. When silicon growth is resumed a spotty RHEED pattern emerges, indicating a rough, three dimensional surface. The rough surface can be smoothed out with Si growth at substrate temperatures between 600°C and 700°C. Measurements with transmission electron microscopy show that a silicon suboxide layer of about 1nm embedded in single crystalline silicon is formed with the procedure. Multilayer structures are achieved by repeating the oxidation procedure when the Si spacer layer has a smooth and flat surface. The oxygen content of the suboxide layers can be varied between 7.6\% and 26.8\%, as determined with secondary ion mass spectrometry and custom-built simulations models for the x-ray diffraction. Structural stability of the multilayer structures is investigated by x-ray diffraction before and after rapid thermal annealing. For temperatures up to 1000°C the multilayer structures show no modification of the SiOx layer in x-ray diffraction.},
  subject      = {Molekularstrahlepitaxie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Scholz2013,
  author    = {Scholz, Markus},
  title     = {Energy-Dispersive NEXAFS: A Novel Tool for the Investigation of Intermolecular Interaction and Structural Phase Dynamics},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83839},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {In the context of this thesis, the novel method soft X-ray energy-dispersive NEXAFS spectroscopy was explored and utilized to investigate intermolecular coupling and post-growth processes with a temporal resolution of seconds. 1,4,5,8- naphthalene tetracarboxylic acid dianhydride (NTCDA)multilayer films were the chosen model system for these investigations. The core hole-electron correlation in coherently coupled molecules was studied by means of energy-dispersive near-edge X-ray absorption fine-structure spectroscopy. A transient phase was found which exists during the transition between a disordered condensed phase and the bulk structure. This phase is characterized by distinct changes in the spectral line shape and energetic position of the X-ray absorption signal at the C K-edge. The findings were explained with the help of theoretical models based on the coupling of transition dipole moments, which are well established for optically excited systems. In consequence, the experimental results provides evidence for a core hole-electron pair delocalized over several molecules. Furthermore, the structure formation of NTCDA multilayer films on Ag(111) surfaces was investigated. With time-resolved and energy-dispersive NEXAFS experiments the intensity evolution in s- and p-polarization showed a very characteristic behavior. By combining these findings with the results of time-dependent photoemission measurements, several sub-processes were identified in the post- growth behavior. Upon annealing, the amorphous but preferentially flat-lying molecules flip into an upright orientation. After that follows a phase characterized by strong intermolecular coupling. Finally, three-dimensional islands are established. Employing the Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami model, the activation energies of the sub-processes were determined.},
  subject      = {Organisches Molek{\"u}l},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ebel2013,
  author    = {Ebel, Lars Frederik},
  title     = {Molecular Beam Epitaxy and Characterization of Ferromagnetic Bulk and Thin (Ga,Mn)As Layers/Heterostructures},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83942},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die vorgelegte Arbeit untersucht den ferromagnetischen Halbleiter (Ga,Mn)As mit seinen komplexen Eigenschaften im Hinblick auf die Optimierung der Materialeigenschaften sehr d{\"u}nner (4 nm) (Ga,Mn)As Schichten, welche mit der Technologie der Molekularstrahlepitaxie (MBE) hergestellt wurden. Zuerst werden die strukturellen, ferromagnetischen und elektrischen Eigenschaften von (Ga,Mn)As vorgestellt. Die Einfl{\"u}sse von Punktdefekten, Grenzfl{\"a}chen- und Oberfl{\"a}chen-Effekten auf dicke und d{\"u}nne (Ga,Mn)As Schichten werden mit Hilfe von vereinfachten, selbstkonsistenten Berechnungen der Bandkantenverl{\"a}ufe diskutiert. Der Experimental-Teil ist in drei Teile unterteilt: Der erste Teil untersucht den Einfluss der epitaktischen Wachstumsbedingungen auf die elektrischen und magnetischen Eigenschaften von dicken (70 nm) (Ga,Mn)As Schichten. Der zweite Teil f{\"u}hrt ein alternatives, parabolisches Mn-Dotierprofil mit effektiver Schichtdicke von 4 nm ein im Vergleich zu einer gleich d{\"u}nnen Schicht mit homogenem Mn-Dotierprofil. Es konnten einerseits verbesserte Eigenschaften dieser parabolischen Schicht erreicht werden, anderseits sind die magnetischen und elektrischen Eigenschaften vergleichbar zu dicken (Ga,Mn)As Schichten mit gleichem Mn-Gehalt von 4\%. MBE Wachstumsbedingungen f{\"u}r (Ga,Mn)As Schichten mit parabolischem Mn-Dotierprofil und verringertem nominellem Mn-Gehalt von 2.5\% wurden ebenfalls untersucht. Ein schmales Wachstumsfenster wurde hierbei ermittelt, in dem die Tieftemperatur-Eigenschaften verbessert sind. Der letzte Teil der Arbeit pr{\"a}sentiert eine Anwendung der magnetischen Anisotropiekontrolle einer dicken (Ga,Mn)As Schicht.},
  subject      = {Molekularstrahlepitaxie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Foertig2013,
  author    = {F{\"o}rtig, Alexander},
  title     = {Recombination Dynamics in Organic Solar Cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83895},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Neben herk{\"o}mmlichen, konventionellen anorganischen Solarzellen — haupts{\"a}chlich auf Silizium basierend — ist die Organische Photovoltaik (OPV) auf dem besten Wege in naher Zukunft eine kosteng{\"u}nstige, umweltfreundliche, komplement{\"a}re Technolgie darzustellen. Die Produktionskosten, die Lebenszeit der Solarzellen sowie deren Wirkungsgrad m{\"u}ssen dabei weiter optimiert werden, um einen Markteintritt der OPV zu erm{\"o}glichen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Effizienz organischer Solarzellen und deren Limitierung durch die Rekombination von Ladungstr{\"a}gern. Um funktionsf{\"a}hige Zellen zu untersuchen, werden zeitaufgel{\"o}ste Experimente wie die Messung der transienten Photospannung (TPV), des transienten Photostroms (TPC), die Ladungsextraktion (CE) sowie die time delayed collection field (TDCF) Methode angewandt. Untersucht werden sowohl fl{\"u}ssig prozessierte als auch aufgedampfte Proben, unterschiedliche Materialzusammensetzungen und verschiedene Probengeometrien. Das Standardmaterialsystem der OPV, P3HT:PC61BM, wird bei verschiedenen emperaturen und Beleuchtungsst{\"a}rken auf die Lebenszeit und Dichte der photogenerierten Ladungstr{\"a}ger {\"u}berpr{\"u}ft. F{\"u}r den Fall spannungsunabh{\"a}ngiger Generation von Ladungstr{\"a}gern zeigt sich die Anwendbarkeit der Shockley-Gleichung auf organische Solarzellen. Des Weiteren wird ein konsistentes Modell erl{\"a}utert, welches den Idealtit{\"a}tsfaktor direkt mit der Rekombination von freien mit gefangenen, exponentiell verteilten Ladungstr{\"a}gern verkn{\"u}pft. Ein Ansatz, bekannt unter der Bezeichung j=V Rekonstruktion, erm{\"o}glicht es, den leistungslimitierenden Verlustmechanismus in unbehandelten und thermisch geheizten P3HT:PC61BM Solarzellen zu identifizieren. Dieses Verf ahren, welches TPV, CE und TDCF Messungen beinhaltet, wird auf Proben basierend auf dem neuartigen, low-band gap Polymer PTB7 in Verbindung mit dem Fulleren PC71BM ausgeweitet. W{\"a}hrend in der Zelle hergestellt aus reinem Chlorbenzol betr{\"a}chtliche geminale wie nichtgeminale Verluste zu beobachten sind, erleichtert die Zugabe eines L{\"o}sungsmittelzusatzes die Polaronenpaartrennung, was zu einer starken Reduktion geminaler Verluste f{\"u}hrt. In einer Kooperation mit dem IMEC Institut in Leuven, werden abschließend die beiden bedeutensten Probenarchitekturen organischer Solarzellen, die planare und die Misch{\"u}bergang Struktur, jeweils basierend auf CuPC und C60, bez{\"u}glich nichtgeminaler Rekombination und Ladungstr{\"a}gerverteilung miteinander verglichen. Neben den beiden experimentellen Techniken um TPV und CE werden makroskopische Simulationen herangezogen, um den Ursprung unterschiedlichen Voc vs. Lichtintensit{\"a}t-Verhaltens zu erkl{\"a}ren.},
  subject      = {Organische Solarzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Baerwald2013,
  author    = {Baerwald, Philipp},
  title     = {Neutrinos from gamma-ray bursts, and the multi-messenger connection},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85333},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {In this work, we take a look at the connection of gamma-ray bursts (GRBs) and ultra-high-energy cosmic rays (UHECR) as well as the possibilities how to verify this connection. The currently most promising approach is based on the detection of high-energy neutrinos, which are associated with the acceleration of cosmic rays. We detail how the prompt gamma-ray emission is connected to the prediction of a neutrino signal. We focus on the interactions of photons and protons in this regard. At the example of the current ANTARES GRB neutrino analysis, we show the differences between numerical predictions and older analytical methods. Moreover, we discuss the possibilities how cosmic ray particles can escape from GRBs, assuming that UHECR are entirely made up of protons. For this, we compare the commonly assumed neutron escape model with a new component of direct proton escape. Additionally, we will show that the different components, which contribute to the cosmic ray flux, strongly depend on the burst parameters, and test the applicability on some chosen GRBs. In a further step, we continue with the considerations regarding the connection of GRBs and UHECR by connecting the GRB source model with the cosmic ray observations using a simple cosmic ray propagation code. We test if it is possible to achieve the observed cosmic ray energy densities with our simple model and what the consequences are regarding the prompt GRB neutrino flux predictions as well as the cosmogenic neutrinos. Furthermore, we consider the question of neutrino lifetime and how it affects the prompt GRB neutrino flux predictions. In a final chapter, we show that it is possible to apply the basic source model with photohadronic interactions to other types of sources, using the example of the microquasar Cygnus X-3.},
  subject      = {Neutrino},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kern2013,
  author    = {Kern, Julia},
  title     = {Field Dependence of Charge Carrier Generation in Organic Bulk Heterojunction Solar Cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-91963},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {In the field of organic photovoltaics, one of the most intensely researched topics to date is the charge carrier photogeneration in organic bulk heterojunction solar cells whose thorough understanding is crucial for achieving higher power conversion efficiencies. In particular, the mechanism of singlet exciton dissociation at the polymer-fullerene interface is still controversially debated. This work addresses the dissociation pathway via relaxed charge transfer states (CTS) by investigating its field dependence for reference material systems consisting of MDMO-PPV and one of the fullerene derivatives PC61BM, bisPCBM and PC71BM. Field dependent photoluminescence (PL(F)) and transient absorption (TA(F)) measurements give insight into the recombination of charge transfer excitons (CTE) and the generation of polarons, respectively. Optically detected magnetic resonance and atomic force microscopy are used to characterize the morphology of the samples. The comparison of the experimental field dependent exciton recombination recorded by PL(F) and the theoretical exciton dissociation probability given by the Onsager-Braun model yields the exciton binding energy as one of the key parameters determining the dissociation efficiency. The binding energies of both the singlet exciton in neat MDMO-PPV and the CTE in MDMO-PPV:PC61BM 1:1 are extracted, the latter turning out to be significantly reduced with respect to the one of the singlet exciton. Based on these results, the field dependence of CTE dissociation is evaluated for MDMO-PPV:PC61BM blends with varying fullerene loads by PL(F) and TA(F). For higher PC61BM contents, the CTE binding energies decrease notably. This behavior is ascribed to a larger effective dielectric constant for well-intermixed blends and to an interplay between dielectric constant and CTE delocalization length for phase separated morphologies, emphasizing the importance of high dielectric constants for the charge carrier photogeneration process. Finally, the CTE binding energies are determined for MDMO-PPV blends with different fullerene derivatives, focusing on the influence of the acceptor LUMO energy. Here, the experimental results suggest the latter having no or at least no significant impact on the binding energy of the CTE. Variations of this binding energy are rather related to different trap levels in the acceptors which seem to be involved in CTS formation.},
  subject      = {Organische Solarzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bollmann2013,
  author    = {Bollmann, Stefan},
  title     = {Structural Dynamics of Oligopeptides determined by Fluorescence Quenching of Organic Dyes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-92191},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {For determination of structures and structural dynamics of proteins organic fluorophores are a standard instrument. Intra- and intermolecular contact of biomolecular structures are determined in time-resolved and stationary fluorescence microscopy experiments by quenching of organic fluorophores due to Photoinduced Electron Transfer (PET) and dimerization interactions. Using PET we show in this work that end-to-end contact dynamics of serine-glycine peptides are slowed down by glycosylation. This slow down is due to a change in reaction enthalpy for end-to-end contact and is partly compensated by entropic effects. In a second step we test how dimerization of MR121 fluorophore pairs reports on end-to-end contact dynamics. We show that in aqueous solutions containing strong denaturants MR121 dimerization reports advantageously on contact dynamics for glycine-serine oligopeptides compared to the previously used MR121/tryptophane PET reporters. Then we analyze dimer interactions and quenching properties of different commercially available fluorophores being standards in F{\"o}rster Resonance Energy Transfer (FRET) measurements. Distances in biomolecules are determinable using FRET, but for very flexible biomolecules the analysis of masurement data can be distorted if contact of the two FRET fluorophores is likely. We quantify how strong the quenching of fluorophore pairs with two different or two identical fluorophores is. Dimer spectra and association constants are quantified to estimate if fluophores are applicable in various applications, e.g. in FRET measurements with unstructured peptides and proteins.},
  subject      = {Fluorophore},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Constantino2013,
  author    = {Constantino, Jennifer Anne},
  title     = {Characterization of Novel Magnetic Materials: Ultra-Thin (Ga,Mn)As and Epitaxial-Growth MnSi Thin Films},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-90578},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The study of magnetic phases in spintronic materials is crucial to both our fundamental understanding of magnetic interactions and for finding new effects for future applications. In this thesis, we study the basic electrical and magnetic transport properties of both epitaxially-grown MnSi thin films, a helimagnetic metal only starting to be developed within our group, and parabolic-doped ultra-thin (Ga,Mn)As layers for future studies and applications.},
  subject      = {Galliumarsenid},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Michalska2013,
  author    = {Michalska, Marta},
  title     = {Molecular Imaging of atherosclerosis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73243},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Atherosklerose ist eine aktive und progressive Erkrankung, bei der vaskul{\"a}re Adh{\"a}sionsmolek{\"u}le wie VCAM-1 eine entscheidende Rolle durch Steuerung der Rekrutierung von Immunzellen in den fr{\"u}hen und fortgeschrittenen Plaques spielen. Ein zielgerichteter Einsatz von VCAM-1-Molek{\"u}len mit spezifischen Kontrastmitteln ist daher eine M{\"o}glichkeit, die VCAM-1-Expression zu kontrollieren, Plaquewachstum ab einem fr{\"u}hen Zeitpunkt zu visualisieren und eine fr{\"u}he Pr{\"a}vention von Atherosklerose vor Beginn der Thrombusbildung zu etablieren. Des Weiteren bietet die nichtinvasive Magnetresonanz (MR)-Bildgebung den Vorteil der Kombination molekularer und morphologischer Daten. Sie erm{\"o}glicht, mithilfe von entwickelten VCAM-1-markierten Eisenoxidpartikeln, den spezifischen Nachweis entz{\"u}ndlicher Prozesse w{\"a}hrend der Atherosklerose. Diese Arbeit belegt, dass mit dem VCAM-1-Konzept eine vielversprechende Herangehensweise gefunden wurde und dass das, mit spezifischen superparamagnetischen Eisenoxid (USPIO) konjugierte VCAM-1-Peptid, gegen{\"u}ber unspezifischer USPIOs ein erh{\"o}htes Potenzial bei der Untersuchung der Atherosklerose in sich tr{\"a}gt. Im ersten Teil der Arbeit konnte im Mausmodell gezeigt werden, dass gerade das VCAM-1-Molek{\"u}l ein sinnvoller Ansatzpunkt zur Darstellung und Bildgebung von Atherosklerose ist, da in der fr{\"u}hen Phase der Entz{\"u}ndung die vaskul{\"a}ren Zelladh{\"a}sionsmolek{\"u}le {\"u}berexprimiert und auch kontinuierlich, w{\"a}hrend der fortschreitenden Plaquebildung, hochreguliert werden. Weiterhin beschreibt diese Arbeit die Funktionst{\"u}chtigkeit und das Verm{\"o}gen des neu gestalteten USPIO Kontrastmittels mit dem zyklischen Peptid, in seiner Spezialisierung auf die VCAM-1 Erkennung. Experimentelle Studien mit ultra-Hochfeld-MRT erm{\"o}glichten weitere ex vivo und in vivo Nachweise der eingesetzten USPIO-VCAM-1-Partikel innerhalb der Region um die Aortenwurzel in fr{\"u}hen und fortgeschrittenen atherosklerotischen Plaques von 12 und 30 Wochen alten Apolipoprotein E-defizienten (ApoE-/-) M{\"a}usen. Mit ihrer Kombination aus Histologie und Elektronenmikroskopie zeigt diese Studie zum ersten Mal die Verteilung von VCAM-1-markierten USPIO Partikeln nicht nur in luminalem Bereich der Plaques, sondern auch in tieferen Bereichen der medialen Muskelzellen. Dieser spezifische und sensitive Nachweis der fr{\"u}hen und fortgeschrittenen Stadien der Plaquebildung bringt auf molekularer Ebene neue M{\"o}glichkeiten zur Fr{\"u}herkennung von atherosklerotischen Plaques vor dem Entstehen von 8 Rupturen. Im Gegensatz zum USPIO-VCAM-1-Kontrastmittel scheiterten unspezifische USPIO Partikel an der Identifikation fr{\"u}her Plaqueformen und begrenzten die Visualisierung von Atherosklerose auf fortgeschrittene Stadien in ApoE-/- M{\"a}usen.},
  subject      = {VCAM},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rauh2013,
  author    = {Rauh, Daniel},
  title     = {Impact of Charge Carrier Density and Trap States on the Open Circuit Voltage and the Polaron Recombination in Organic Solar Cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-90083},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The focus of this work is studying recombination mechanisms occurring in organic solar cells, as well as their impact on one of their most important parameters — the open circuit voltage Voc. Firstly, the relationship between Voc and the respective charge carrier density n in the active layer under open circuit conditions is analyzed. Therefor, a model after Shockley for the open circuit voltage is used, whose validity is proven with the aid of fits to the measured data. Thereby, it is emphasized that the equation is only valid under special conditions. In the used reference system P3HT:PC61BM the fits are in agreement with the measurement data only in the range of high temperatures (150 - 300 K), where Voc increases linearly with decreasing temperature. At lower temperatures (50 - 150 K), the experiment shows a saturation of Voc. This saturation cannot be explained with the model by the measured falling charge carrier density with decreasing temperatures. In this temperature range Voc is not directly related to the intrinsic properties of the active layer. Voc saturation is due to injection energy barriers at the contacts, which is ascertained by macroscopic simulations. Furthermore, it is observed that Voc in the case of saturation is equivalent to the so-called built-in potential. The difference between the built-in potential and the energy gap corresponds thereby to the sum of the energy barriers at both contacts. With the knowledge of the Voc(n) dependency for not contact limited solar cells, it is possible to investigate the recombination mechanisms of charge carriers in the active layer. For Langevin recombination the recombination rate is Rn2 (recombination order RO = 2), for Shockley-Read-Hall (SRH) Rn1 (RO=1); in various publications RO higher than two is reported with two main explanations. 1: Trap states for charge carriers exist in the respective separated phases, i.e. electrons in the acceptor phase and holes in the donor phase, which leads to a delayed recombination of the charge carriers at the interface of both phases and finally to an apparent recombination order higher than 2. 2: The enhanced R(n) dependency is attributed to the so called recombination prefactor, which again is dependent from n dependent mobility µ. It is shown that for the system P3HT:PC61BM at room temperature the µ(n) dependency does nearly completely explain the higher RO but not at lower temperatures which in this case supports the first explanation. In the material system PTB7:PC71BM the increased RO cannot be explained by the µ(n) dependency even at room temperature. To support the importance of trap states in combination with a phase separation for the explanation of the enhanced RO, additional trap states were incorporated in the solar cells to investigate their influence on the recombination mechanisms. To achieve this, P3HT:PC61BM solar cells were exposed to synthetic air (in the dark and under illumination) or TCNQ was added in small concentrations to the active layer which act as electron traps. For the oxygen degraded solar cell the recombination order is determined by a combination of open Voc-transients and Voc(n) measurements. Thereby, a continuous increase of the recombination order from 2.4 to more than 5 is observed with higher degradation times. By the evaluation of the ideality factor it can be shown that the impact of SRH recombination is increasing with higher trap concentration in relation to Langevin recombination. A similar picture is revealed for solar cells with TCNQ as extrinsic trap states. Finally, a phenomenon called s-shaped IV-curves is investigated, which can sometimes occur for solar cells under illumination. As course of this a reduced surface recombination velocity can be found. Experimentally, the solar cells were fabricated using a special plasma treatment of the ITO contact. The measured IV-curves of such solar cells are reproduced by macroscopic simulations, where the surface recombination velocity is reduced. Hereby, it has to be distinguished between the surface recombination of majority and minority charge carriers at the respective contacts. The theory can be experimentally confirmed by illumination level dependent IV-curves as well as short circuit current density and open circuit voltage transients.},
  subject      = {Organische Solarzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wiessner2013,
  author    = {Wießner, Michael},
  title     = {Isolierte Molek{\"u}le und delokalisierte Zust{\"a}nde: Einblick in die elektronische Struktur organischer Adsorbate mittels winkelaufgel{\"o}ster Photoemission},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-95265},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit demonstriert an Hand von verschiedenen Modellsystemen wie detailliert sich die grundlegenden Eigenschaften molekularer Adsorbate mit der winkelaufgel{\"o}sten Photoemission erkunden lassen. Die von Peter Puschnig et al. vorgestellte Verkn{\"u}pfung zwischen Photoemissionsintensit{\"a}t und den Molek{\"u}lorbitalen im Grundzustand mittels einer Fouriertransformation war dabei entscheidend, um die verschiedenen physikalischen Effekte einordnen und verstehen zu k{\"o}nnen. W{\"a}hrend f{\"u}r Coronen oder HBC die Orbitale im Grundzustand sehr gut zum Experiment passen, lassen sich f{\"u}r PTCDA und NTCDA einige Abweichungen von der DFT-Rechnung auf Basis der (semi-)lokalen GGA- oder LDA-Funktionale erkennen, die sich bei Messungen mit s-Polarisation hervorheben lassen. Diese k{\"o}nnen auf den Einfluss des Endzustandes in der Photoemission zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Im Rahmen der Dysonorbitale lassen sich die daf{\"u}r verantwortlichen Relaxationseffekte zwischen dem N-Elektronensystem des Molek{\"u}ls im Grundzustand und dem (N-1)-Elektronensystem des zur{\"u}ckbleibenden Kations explizit beschreiben. Die Berechnung des Photoemissionssignals mittels Fouriertransformation des Grundzustandes kann dar{\"u}ber hinaus weitere physikalische Effekte nicht korrekt ber{\"u}cksichtigen. Erste Anzeichen hierf{\"u}r konnten am PTCDA-HOMO bei einer Photonenenergie von 27 eV und s-Polarisation detektiert werden. Dar{\"u}ber hinaus kann die N{\"a}herung des Photoelektronenendzustands als ebene Welle den beobachteten zirkularen Dichroismus am HOMO und LUMO von PTCDA nicht erkl{\"a}ren. Erst in der Erweiterung durch eine Partialwellenzerlegung des Photoelektronenendzustands tritt ein dichroisches Signal in der theoretischen Beschreibung auf. F{\"u}r das delokalisierte pi-Elektronensystem von PTCDA ist aber selbst diese Verfeinerung noch nicht ausreichend, um das Experiment korrekt beschreiben und weitere Eigenschaften vorhersagen zu k{\"o}nnen. Qualitativ lassen sich die Ver{\"a}nderungen im CDAD bei der Transformation um 90° f{\"u}r HOMO und LUMO mit einem gruppentheoretischen Ansatz verstehen. Damit ist es m{\"o}glich, den molekularen Zust{\"a}nden ihre irreduzible Darstellung zuzuweisen, wor{\"u}ber sich f{\"u}r PTCDA die Verteilung der quantenmechanischen Phase rekonstruieren l{\"a}sst. Dies ist deshalb {\"a}ußerst bemerkenswert, da {\"u}blicherweise in physikalischen Experimenten nur die Intensit{\"a}t und keine Informationen {\"u}ber die Phase messbar sind. Damit k{\"o}nnen die Photoemissionsmessungen im k||-Raum vollst{\"a}ndig in den Realraum transformiert werden, wodurch die laterale Ortsinformation {\"u}ber die h{\"o}chsten besetzen Molek{\"u}lorbitale von PTCDA zug{\"a}nglich wird. Neben der Bestimmung der molekularen Orbitale, deren Struktur von der Anordnung der Atome im Molek{\"u}l dominiert wird, enth{\"a}lt die winkelaufgel{\"o}ste Photoemission Informationen {\"u}ber die Adsorbat-Substrat-Wechselwirkung. F{\"u}r hoch geordnete Monolagen ist es m{\"o}glich, die verschiedenen Verbreiterungsmechanismen zu trennen und zu analysieren. Bei den untersuchten Systemen sind die Verbreiterungen aufgrund von unterschiedlichen Adsorptionspl{\"a}tzen oder Probeninhomogenit{\"a}ten ebenso wie die experimentelle Aufl{\"o}sung der 2D-Analysatoren vernachl{\"a}ssigbar gegen{\"u}ber Lebensdauereffekten und evtl. Verbreiterung aufgrund von Dispersionseffekten. Bereits bei den {\"a}ußerst schwach wechselwirkenden Systemen Coronen auf Ag(111) und Au(111) unterscheiden sich die beiden Systeme in ihrer Lorentzverbreiterung beim HOMO. In erster N{\"a}herung l{\"a}sst sich dies auf eine Lebensdauer des entstandenen Photolochs zur{\"u}ckf{\"u}hren, welches je nach St{\"a}rke der Substratkopplung unterschiedlich schnell mit Substratelektronen aufgef{\"u}llt werden kann. Die Lorentzbreite als Indikator f{\"u}r die Wechselwirkung bzw. Hybridisierungsst{\"a}rke zeigt f{\"u}r die Systeme mit Ladungstransfer vom Substrat in das Molek{\"u}l eine sehr viel gr{\"o}ßere Verbreiterung. Zum Beispiel betr{\"a}gt die Lorentzbreite des LUMO f{\"u}r NTCDA/Ag(110) FWHM=427 meV, und somit eine mehr als f{\"u}nfmal so große Verbreiterung als f{\"u}r das HOMO von Coronen/Au(111). Diese starke Verbreiterung geht im Fall von NTCDA/Ag(110) wie auch bei den untersuchten Systemen NTCDA/Cu(100) und PTCDA/Ag(110) einher mit einem Ladungstransfer vom Substrat ins Molek{\"u}l, sowie mit der Ausbildung eines zus{\"a}tzlichen charakteristischen Signals in der Winkelverteilung des LUMO, dem Hybridisierungszustand bei kx,y=0{\AA}-1. Die Intensit{\"a}t dieses Zustands korreliert bei den Systemen NTCDA auf Cu(100) bzw. auf Ag(110) jeweils mit der Lorentzbreite des LUMO-Zustands. Die Hybridisierung zwischen Molek{\"u}l und Substrat hat noch weitere Auswirkungen auf die beobachtbaren physikalischen Eigenschaften. So f{\"u}hrt die starke Hybridisierung mit dem Substrat wiederum dazu, dass sich die intermolekulare Dispersion f{\"u}r die Elektronen im LUMO-Zustand deutlich verst{\"a}rkt. Der direkte {\"U}berlapp der Wellenfunktionen ist im System PTCDA/Ag(110) laut DFT-Rechnungen relativ klein und f{\"u}hrt lediglich zu einer Bandbreite von 60 meV. Durch die Hybridisierung mit den delokalisierten Substratb{\"a}ndern erh{\"o}ht sich der Grad der Delokalisierung im LUMO-Zustand, d.h. die Bandbreite steigt auf 230 meV, wie das Experiment best{\"a}tigt. Im Gegensatz zu fr{\"u}heren STM/STS-basierten Messungen [Temirov2006] kann mit der Kombination aus DFT-Rechnung und ARPES-Experiment eindeutig nachgewiesen werden, dass das Substrat im Fall von PTCDA/Ag(110) die Bandbreite verst{\"a}rken kann, sodass sich die effektive Masse der Lochladungstr{\"a}ger von meff=3,9me auf meff=1,1me reduziert. Im Blick auf die eingangs gestellte Frage, ob sich molekulare Adsorbate eher wie isolierte Molek{\"u}le oder als periodische Festk{\"o}rper beschreiben lassen, kommt diese Arbeit auf ein differenziertes Ergebnis. In den Impulsverteilungen, die sich aus der Form der molekularen Wellenfunktionen ableiten lassen, spiegelt sich eindeutig der isolierte molekulare Charakter wieder. Dagegen zeigt sich in der Energiedispersion E(k||) ein delokalisierter, blochartiger Charakter, und es konnte demonstriert werden, dass es zu einem Vermischen von Metall- und Molek{\"u}lwellenfunktionen kommt. Molekulare Adsorbate sind also beides, isolierte Molek{\"u}le und zweidimensionale Kristalle mit delokalisierten Zust{\"a}nden.},
  subject      = {Organisches Molek{\"u}l},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Joseph2013,
  author    = {Joseph, Arun Antony},
  title     = {Real-time MRI of Moving Spins Using Undersampled Radial FLASH},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-94000},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Nuclear spins in motion is an intrinsic component of any dynamic process when studied using magnetic resonance imaging (MRI). Moving spins define many functional characteristics of the human body such as diffusion, perfusion and blood flow. Quantitative MRI of moving spins can provide valuable information about the human physiology or of a technical system. In particular, phase-contrast MRI, which is based on two images with and without a flow-encoding gradient, has emerged as an important diagnostic tool in medicine to quantify human blood flow. Unfortunately, however, its clinical usage is hampered by long acquisition times which only provide mean data averaged across multiple cardiac cycles and therefore preclude Monitoring the immediate physiological responses to stress or exercise. These limitations are expected to be overcome by real-time imaging which constitutes a primary aim of this thesis. Short image acquisition times, as the core for real-time phase-contrast MRI, can be mainly realized through undersampling of the acquired data. Therefore the development focused on related technical aspects such as pulse sequence design, k-space encoding schemes and image reconstruction. A radial encoding scheme was experimentally found to be robust to motion and less sensitive to undersampling than Cartesian encoding. Radial encoding was combined with a FLASH acquisition technique for building an efficient real-time phase-contrast MRI sequence. The sequence was further optimized through overlapping of gradients to achieve the shortest possible echo time. Regularized nonlinear inverse reconstruction (NLINV), a technique which jointly estimates the image content and its corresponding coil sensitivities, was used for image reconstruction. NLINV was adapted specifically for phase-contrast MRI to produce both Magnitude images and phase-contrast maps. Real-time phase-contrast MRI therefore combined two highly undersampled (up to a factor of 30) radial gradient-echo acquisitions with and without a flow-encoding gradient with modified NLINV reconstructions. The developed method achieved real-time phase-contrast MRI at both high spatial (1.3 mm) and temporal resolution (40 ms). Applications to healthy human subjects as well as preliminary studies of patients demonstrated real-time phase-contrast MRI to offer improved patient compliance (e.g., free breathing) and immediate access to physiological variations of flow parameters (e.g., response to enhanced intrathoracic pressure). In most cases, quantitative blood flow was measured in the ascending aorta as an important blood vessel of the cardiovascular circulation system commonly studied in the clinic. The performance of real-time phase-contrast MRI was validated in comparison to standard Cine phase-contrast MRI using studies of flow phantoms as well as under in vivo conditions. The evaluations confirmed good agreement for comparable results. As a further extension to real-time phase-contrast MRI, this thesis implemented and explored a dual-echo phase-contrast MRI method which employs two sequential gradient echoes with and without flow encoding. The introduction of a flow-encoding gradient in between the two echoes aids in the further reduction of acquisition time. Although this technique was efficient under in vitro conditions, in vivo studies showed the influence of additional motion-induced Phase contributions. Due to these additional temporal phase information, the approach showed Little promise for quantitative flow MRI. As a further method three-dimensional real-time phase-contrast MRI was developed in this thesis to visualize and quantify multi-directional flow at about twice the measuring time of the standard real-time MRI method, i.e. at about 100 ms temporal resolution. This was achieved through velocity mapping along all three physical gradient directions. Although the method is still too slow to adequately cover cardiovascular blood flow, the preliminary results were found to be promising for future applications in tissues and organ systems outside the heart. Finally, future developments are expected to benefit from the adaptation of model-based reconstruction techniques to real-time phase-contrast MRI.},
  subject      = {Kernspintomografie},
  language  = {en}
}
@article{SzalayWeibelHofmannetal.2013,
  author    = {Szalay, Aladar A and Weibel, Stephanie and Hofmann, Elisabeth and Basse-Luesebrink, Thomas Christian and Donat, Ulrike and Seubert, Carolin and Adelfinger, Marion and Gnamlin, Prisca and Kober, Christina and Frentzen, Alexa and Gentschev, Ivaylo and Jakob, Peter Michael},
  title     = {Treatment of malignant effusion by oncolytic virotherapy in an experimental subcutaneous xenograft model of lung cancer},
  series = {Journal of Translational Medicine},
  journal   = {Journal of Translational Medicine},
  doi       = {doi:10.1186/1479-5876-11-106},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-96016},
  year      = {2013},
  abstract  = {Background Malignant pleural effusion (MPE) is associated with advanced stages of lung cancer and is mainly dependent on invasion of the pleura and expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) by cancer cells. As MPE indicates an incurable disease with limited palliative treatment options and poor outcome, there is an urgent need for new and efficient treatment options. Methods In this study, we used subcutaneously generated PC14PE6 lung adenocarcinoma xenografts in athymic mice that developed subcutaneous malignant effusions (ME) which mimic pleural effusions of the orthotopic model. Using this approach monitoring of therapeutic intervention was facilitated by direct observation of subcutaneous ME formation without the need of sacrificing mice or special imaging equipment as in case of MPE. Further, we tested oncolytic virotherapy using Vaccinia virus as a novel treatment modality against ME in this subcutaneous PC14PE6 xenograft model of advanced lung adenocarcinoma. Results We demonstrated significant therapeutic efficacy of Vaccinia virus treatment of both advanced lung adenocarcinoma and tumor-associated ME. We attribute the efficacy to the virus-mediated reduction of tumor cell-derived VEGF levels in tumors, decreased invasion of tumor cells into the peritumoral tissue, and to viral infection of the blood vessel-invading tumor cells. Moreover, we showed that the use of oncolytic Vaccinia virus encoding for a single-chain antibody (scAb) against VEGF (GLAF-1) significantly enhanced mono-therapy of oncolytic treatment. Conclusions Here, we demonstrate for the first time that oncolytic virotherapy using tumor-specific Vaccinia virus represents a novel and promising treatment modality for therapy of ME associated with advanced lung cancer.},
  subject      = {Lungenkrebs},
  language  = {en}
}