@phdthesis{Wehner2019,
  author    = {Wehner, Tobias},
  title     = {Multifunktionale Kompositmaterialien auf Basis lanthanidhaltiger Verbindungen mit lumineszierenden Nanopartikeln und superparamagnetischen Mikropartikeln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158186},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit umfasst die Synthese und Charakterisierung 23 neuartiger, multifunktionaler Kompositmaterialien basierend auf lanthanidhaltigen Verbindungen sowie verschiedenen Nano- und Mikropartikeln. Die dargestellten Materialien konnten als Core/Shell-Systeme mit einem nano- bzw. mikropartikelhaltigen Kern und einer lanthanidhaltigen H{\"u}lle charakterisiert werden und vereinen aufgrund ihres Kompositcharakters die spezifischen Eigenschaften der Einzelkomponenten wie Lumineszenz, Superparamagnetismus oder Reflexionseigen-schaften miteinander. Zur Synthese multifunktionaler, lumineszierender Materialien wurden zirconylbasierte, lumineszierende Nanopartikel mit Lanthanidchloriden und lanthanidhaltigen MOFs funktionalisiert. Die Kompositsysteme LnCl3@ZrO(FMN) (FMN = Flavinmononukleotid, Ln = Y, Sc, La, Eu, Tb, Ho) erm{\"o}glichen eine Modifizierung der Lumineszenzeigenschaf-ten der Materialien abh{\"a}ngig von der Reaktionstemperatur sowie dem verwendeten Selten-Erd-Ion. Durch Variation der Nanopartikelkomponente konnte mittels der Kom-posite LnCl3@ZrO(MFP) (MFP = Methylfluoresceinphosphat) ein zus{\"a}tzlicher sol-vatochromer Effekt der Systeme eingef{\"u}hrt werden, w{\"a}hrend das Kompositmaterial YCl3@ZrO(RP) (RP = Resorufinphosphat) eine andere Chromatizit{\"a}t zug{\"a}nglich macht. Durch Modifizierung von ZrO(FMN)- und ZrO(MFP)-Nanopartikeln mit 3∞[Eu2(BDC)3]· 2DMF·2H2O (BDC2- = Benzol-1,4-dicarboxylat) wurden Kompositmaterialien dargestellt, die zwei Lumineszenzprozesse mit unterschiedlicher Chromatizit{\"a}t und unterschiedli-cher Anregbarkeit miteinander kombinieren und somit eine reversible Schaltbarkeit zwischen beiden Prozessen durch Variation der Anregungswellenl{\"a}nge erm{\"o}glichen. Zur Synthese luminomagnetischer Materialien wurden superparamagnetische Fe3O4/SiO2-Mikropartikel mit einer Vielzahl lanthanidhaltiger MOFs, die sich hinsichtlich ihrer Lumineszenzeigenschaften und ihrer Stabilit{\"a}t gegen{\"u}ber Luft und Wasser unterscheiden, modifiziert. Als MOFs wurden hierbei 2∞[Ln2Cl6(Bipy)3]·2Bipy (Bipy = 4,4'-Bipyridin, Ln = Nd, Sm, Eu, Tb, Er), 3∞[Eu(Im)2], 3∞[Ba0.95Eu0.05(Im)2] (Im = Imidazolat) und 3∞[Eu2(BDC)3]·2DMF·2H2O eingesetzt. Die Variation der zur Funktionalisierung verwendeten Komponente oder eine Kombination mehrerer MOFs erm{\"o}glicht eine Anpassung der Lumineszenz der Kompositmaterialien innerhalb des kompletten sichtbaren Spektralbereichs sowie im NIR-Bereich. Die dargestellten luminomagnetische Kompositmaterialien mit wasserempfindlichen MOFs k{\"o}nnen zur Detektion von Wasser in verschiedenen organischen L{\"o}sungsmitteln verwendet werden und stellen somit eine mobile und einfach anwendbare Alternative zur Karl-Fischer-Titration mit einer vergleichbaren Sensitivit{\"a}t dar. So eignen sich die Kompositsysteme 2∞[Eu2Cl6(Bipy)3]·2Bipy@Fe3O4/SiO2 und 2∞[Eu2Cl6(Bipy)3]·2Bipy, 2∞[Tb2Cl6(Bipy)3]·2Bipy@Fe3O4/SiO2 als optische turn-off-Sensoren, w{\"a}hrend das Kom-posit 3∞[Eu2(BDC)3]·2DMF·2H2O,2∞[Tb2Cl6(Bipy)3]·2Bipy@Fe3O4/SiO2 als ratiometrischer Sensor verwendet werden kann. Als Alternative zu sph{\"a}rischen Partikeln wurden auch anisotrope, st{\"a}bchenf{\"o}rmige Fe3O4/SiO2-Mikropartikel mittels 3∞[Eu2(BDC)3]·2DMF·2H2O modifiziert. Das resul-tierende Kompositmaterial vereint die isotropen Lumineszenzeigenschaften der MOF-H{\"u}lle mit der anisotropen Reflexion von sichtbarem Licht der. Durch die Wahl der Anregungswellenl{\"a}nge und Richtung eines externen Magnetfelds wird eine stufenlose und reversible Schaltbarkeit zwischen isotropen und anisotropen Eigenschaften erm{\"o}glicht. Durch mechanochemische Umsetzung der MOF-Edukte [LnCl3(Py)4]·0.5Py (Ln = Eu, Ho) und 4,4'-Bipyridin konnte eine Vielzahl von literaturbekannten lanthanidhaltigen Komplexen und Koordinationspolymeren mittels einer neuen und zeiteffizienten Syntheseroute dargestellt werden. Hierbei kann die Verkn{\"u}pfungsdimension der resultierenden Produkte abh{\"a}ngig von verschiedenen Reaktionsparametern, die den Energieeintrags der Kugelm{\"u}hle beeinflussen, gesteuert werden.},
  subject      = {Photolumineszenz},
  language  = {de}
}
@article{SuessWehnerDostaletal.2019,
  author    = {S{\"u}ß, Jasmin and Wehner, Johannes G. and Dost{\´a}l, Jakub and Engel, Volker and Brixner, Tobias},
  title     = {Mapping of exciton-exciton annihilation in a molecular dimer via fifth-order femtosecond two-dimensional spectroscopy},
  series = {Journal of Physical Chemistry Letters},
  volume    = {150},
  journal   = {Journal of Physical Chemistry Letters},
  number    = {10},
  doi       = {10.1063/1.5086151},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-178420},
  pages     = {104304},
  year      = {2019},
  abstract  = {We present a theoretical study on exciton-exciton annihilation (EEA) in a molecular dimer. This process is monitored using a fifth-order coherent two-dimensional (2D) spectroscopy as was recently proposed by Dost{\´a}l et al. [Nat. Commun. 9, 2466 (2018)]. Using an electronic three-level system for each monomer, we analyze the different paths which contribute to the 2D spectrum. The spectrum is determined by two entangled relaxation processes, namely, the EEA and the direct relaxation of higher lying excited states. It is shown that the change of the spectrum as a function of a pulse delay can be linked directly to the presence of the EEA process.},
  subject      = {Exziton},
  language  = {en}
}
@unpublished{SuessWehnerDostaletal.2019,
  author    = {S{\"u}ß, Jasmin and Wehner, Johannes G. and Dost{\´a}l, Jakub and Engel, Volker and Brixner, Tobias},
  title     = {Mapping of exciton-exciton annihilation in a molecular dimer via fifth-order femtosecond two-dimensional spectroscopy},
  series = {Journal of Physical Chemistry Letters},
  journal   = {Journal of Physical Chemistry Letters},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-178482},
  year      = {2019},
  abstract  = {We present a theoretical study on exciton-exciton annihilation (EEA) in a molecular dimer. This process is monitored using a fifth-order coherent two-dimensional (2D) spectroscopy as was recently proposed by Dost{\´a}l et al. [Nat. Commun. 9, 2466 (2018)]. Using an electronic three-level system for each monomer, we analyze the different paths which contribute to the 2D spectrum. The spectrum is determined by two entangled relaxation processes, namely, the EEA and the direct relaxation of higher lying excited states. It is shown that the change of the spectrum as a function of a pulse delay can be linked directly to the presence of the EEA process.},
  subject      = {Exziton},
  language  = {en}
}
@article{DongKuzmanoskiWehneretal.2017,
  author    = {Dong, Hailong and Kuzmanoski, Ana and Wehner, Tobias and Mueller-Buschbaum, Klaus and Feldmann, Claus},
  title     = {Microwave-assisted polyol synthesis of water dispersible red-emitting Eu\(^{3+}\)-modified carbon dots},
  series = {Materials},
  volume    = {10},
  journal   = {Materials},
  doi       = {10.3390/ma10010025},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-181674},
  year      = {2017},
  abstract  = {Eu\(^{3+}\)-modified carbon dots (C-dots), 3-5 nm in diameter, were prepared, functionalized, and stabilized via a one-pot polyol synthesis. The role of Eu\(^{2+}\)/Eu\(^{3+}\), the influence of O\(_2\) (oxidation) and H\(_2\)O (hydrolysis), as well as the impact of the heating procedure (conventional resistance heating and microwave (MW) heating) were explored. With the reducing conditions of the polyol at the elevated temperature of synthesis (200-230 °C), first of all, Eu\(^{2+}\) was obtained resulting in the blue emission of the C-dots. Subsequent to O\(_2\)-driven oxidation, Eu\(^{3+}\)-modified, red-emitting C-dots were realized. However, the Eu\(^{3+}\) emission is rapidly quenched by water for C-dots prepared via conventional resistance heating. In contrast to the hydroxyl functionalization of conventionally-heated C-dots, MW-heating results in a carboxylate functionalization of the C-dots. Carboxylate-coordinated Eu\(^{3+}\), however, turned out as highly stable even in water. Based on this fundamental understanding of synthesis and material, in sum, a one-pot polyol approach is established that results in H\(_2\)O-dispersable C-dots with intense red Eu\(^{3+}\)-line-type emission.},
  language  = {en}
}