Refine
Is part of the Bibliography
- yes (210)
Year of publication
Document Type
- Doctoral Thesis (203)
- Journal article (5)
- Habilitation (1)
- Master Thesis (1)
Language
- German (210) (remove)
Keywords
- Quantenpunkt (23)
- Kernspintomografie (19)
- Drei-Fünf-Halbleiter (14)
- Halbleiterlaser (13)
- NMR-Bildgebung (13)
- Optischer Resonator (13)
- Molekularstrahlepitaxie (12)
- NMR-Tomographie (11)
- Nanostruktur (9)
- Einzelphotonenemission (8)
- MRI (8)
- Optoelektronik (8)
- Photoelektronenspektroskopie (8)
- Rastertunnelmikroskopie (8)
- Galliumarsenid (7)
- Halbleiter (7)
- quantum dot (7)
- semiconductor (7)
- DFB-Laser (6)
- Kernspintomographie (6)
- Lunge (6)
- Magnetische Kernresonanz (6)
- Mikroresonator (6)
- Optische Spektroskopie (6)
- Organischer Halbleiter (6)
- Topologischer Isolator (6)
- Zinkselenid (6)
- Zwei-Sechs-Halbleiter (6)
- ARPES (5)
- Elektronischer Transport (5)
- Exziton-Polariton (5)
- Festkörperphysik (5)
- GaAs (5)
- Grenzfläche (5)
- Herz (5)
- Heterostruktur (5)
- MRT (5)
- Nanopartikel (5)
- Photolumineszenz (5)
- magnetic resonance imaging (5)
- semiconductor laser (5)
- Aerogel (4)
- Aluminiumarsenid (4)
- Biophysik (4)
- Diffusionsverfahren <Halbleitertechnologie> (4)
- Elektronenspin (4)
- Exziton (4)
- Festkörperoberfläche (4)
- Galliumarsenid-Bauelement (4)
- Galliumarsenidlaser (4)
- Halbleiteroberfläche (4)
- Magnetismus (4)
- Magnetresonanztomographie (4)
- NMR-Spektroskopie (4)
- Oberflächenphysik (4)
- Photolumineszenzspektroskopie (4)
- Quantendraht (4)
- Quantenwell (4)
- Raman-Spektroskopie (4)
- Sol-Gel-Verfahren (4)
- Spin-Bahn-Wechselwirkung (4)
- Ultrakurzer Lichtimpuls (4)
- Wärmeleitfähigkeit (4)
- molecular beam epitaxy (4)
- Adsorbat (3)
- AlGaAs (3)
- Cadmiumselenid (3)
- Computersimulation (3)
- DFB laser (3)
- Diffusion (3)
- Diindenoperylen (3)
- Dotierung (3)
- Dünnschichtsolarzelle (3)
- Elektronengas (3)
- Elektronenstruktur (3)
- Femtosekundenbereich (3)
- Herzmuskel (3)
- Indiumarsenid (3)
- Indiumphosphid (3)
- Kohlenstoff (3)
- Kondo-Effekt (3)
- LEED (3)
- Manganselenide (3)
- Memristor (3)
- Mikrokavität (3)
- Mikrooptik (3)
- Mikroskopie (3)
- Mikrostruktur (3)
- Molekül (3)
- NMR (3)
- Nanoelektronik (3)
- Niederdimensionaler Halbleiter (3)
- Oberfläche (3)
- Perfusion (3)
- Photoemission (3)
- Physikunterricht (3)
- Quantenkaskadenlaser (3)
- Quantum dots (3)
- Rastertunnelmikroskop (3)
- Rastertunnelspektroskopie (3)
- Relaxation (3)
- Relaxationszeit (3)
- Semimagnetischer Halbleiter (3)
- Spektroskopie (3)
- Spin-Gitter-Relaxation (3)
- Transistor (3)
- Transportspektroskopie (3)
- XMCD (3)
- magnetism (3)
- microcavity (3)
- spin injection (3)
- surface science (3)
- thermal conductivity (3)
- 3D-Bildgebung (2)
- Abstimmbarer Laser (2)
- Adsorption (2)
- Ag(111) (2)
- Bilderzeugung (2)
- Bildgebendes Verfahren (2)
- Bildgebung (2)
- Bose-Einstein-Kondensation (2)
- C60 (2)
- Calciumphosphat (2)
- Calciumphosphate (2)
- Computertomografie (2)
- Computertomographie (2)
- Dispersion (2)
- Durchblutung (2)
- Dynamik (2)
- Dünne Schicht (2)
- Edelmetall (2)
- Einmodenlaser (2)
- Einzelphotonenquelle (2)
- Elektronenspektroskopie (2)
- Elektronenzustand (2)
- Feldeffekttransistor (2)
- Ferromagnete (2)
- Ferromagnetische Schicht (2)
- Flash-Speicher (2)
- Funktionswerkstoff (2)
- Galliumantimonid (2)
- Galliumnitrid (2)
- Gas (2)
- HEMT (2)
- Halbleiterschicht (2)
- Halbmetall (2)
- Herzfunktionsdiagnostik (2)
- Herzinfarkt (2)
- Heterostruktur-Bauelement (2)
- Hochauflösendes Verfahren (2)
- Hochfrequenz (2)
- Hochleistungslaser (2)
- Hochtemperatur (2)
- II-VI-Halbleiter (2)
- InP (2)
- Indiumnitrid (2)
- Interbandkaskadenlaser (2)
- Kardiovaskuläres System (2)
- Kernspinresonanz (2)
- Konfokale Mikroskopie (2)
- Kontrastmittel (2)
- Ladungstransport (2)
- Laser (2)
- Licht-Materie-Wechselwirkung (2)
- Linienbreite (2)
- Lungenfunktion (2)
- MBE (2)
- MR (2)
- Magnetische Resonanz (2)
- Magnetowiderstand (2)
- Magnetpartikelbildgebung (2)
- Magnetresonanz (2)
- Magnetresonanztomografie (2)
- Maus (2)
- Mehrschichtsystem (2)
- Mikrosäulenresonator (2)
- Modellbasierte Rekonstruktion (2)
- Modellierung (2)
- Molekülphysik (2)
- Nanometerbereich (2)
- Nanostrukturiertes Material (2)
- Niederdimensionales Elektronengas (2)
- Optimierung (2)
- Optische Eigenschaft (2)
- Organische Solarzelle (2)
- Parallele Bildgebung (2)
- Perylendianhydrid (2)
- Photochemische Reaktion (2)
- Photonische Kristalle (2)
- Photostrom (2)
- Phthalocyanin (2)
- Polariton (2)
- Polariton Lasing (2)
- Polymere (2)
- Poröser Stoff (2)
- Quantenkommunikation (2)
- Quantenkontrolle (2)
- Quantenoptik (2)
- Quantenpunkte (2)
- Quantenpunktlaser (2)
- Rashba-Effekt (2)
- Rasterelektronenmikroskopie (2)
- Röntgen-Kleinwinkelstreuung (2)
- Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (2)
- Röntgenbeugung (2)
- Röntgenmikroskop (2)
- Röntgenmikroskopie (2)
- Röntgenstrukturanalyse (2)
- Scanning Tunneling Spectroscopy (2)
- Schwere-Fermionen-System (2)
- Silber (2)
- Spin (2)
- Spin flip (2)
- Spin-Spin-Relaxation (2)
- Spindynamik (2)
- Spininjektion (2)
- Spintronik (2)
- Steady-State Sequences (2)
- Steady-State-Sequenzen (2)
- Strahlungstransport (2)
- Superisolierung (2)
- T1-Quantifizierung (2)
- Tissue Engineering (2)
- Transparent-leitendes Oxid (2)
- Tumor (2)
- Wärmeisolierstoff (2)
- Wärmeschutz (2)
- Wärmeübertragung (2)
- adaptive quantum control (2)
- balanced SSFP (2)
- calcium phosphate (2)
- carbon (2)
- diffusion (2)
- dynamics (2)
- freie Atmung (2)
- half metal (2)
- heart (2)
- imaging (2)
- magnetic resonance (2)
- microscopy (2)
- nano structure (2)
- nuclear magnetic resonance (2)
- optical spectroscopy (2)
- optoelectronics (2)
- perfusion (2)
- quantum control (2)
- semiconductor lasers (2)
- semimagnetic semiconductors (2)
- single photon emission (2)
- superinsulation (2)
- Übergangsmetalloxide (2)
- Übergitter (2)
- (Ga (1)
- (U)SAXS (1)
- 0.2 Tesla (1)
- 19F MR (1)
- 19F-MRT (1)
- 1H MRI (1)
- 1H MRT (1)
- 2 Photon Photoemission (1)
- 2-photon-photoemission (1)
- 23Na (1)
- 23Na-MRT (1)
- 2DEG (1)
- 3D Erdfeld-NMR Tomograph (1)
- 3D Pulverdruck (1)
- 3D powder printing (1)
- 3D-Druck (1)
- AC Gradients (1)
- AZO (1)
- Absorption (1)
- Absorptionsspektroskopie (1)
- Abstimmbare Laser (1)
- Acceptor (1)
- Acquisition-weighting (1)
- Adaptive Quanten Kontrolle (1)
- Adaptivregelung (1)
- Adhäsion (1)
- Adiabatische Modenanpassung (1)
- Adsorbate (1)
- Adsorbate System (1)
- Adsorbates (1)
- Adsorbatsystem (1)
- Aerogele (1)
- Ag (1)
- Akquisitions-Wichtung (1)
- Aktivierung (1)
- Akzeptor (1)
- Akzeptor <Chemie> (1)
- AlGaInP (1)
- Aluminium-dotiertes Zinkoxid (1)
- Aluminiumoxide (1)
- Amplifier (1)
- Analyse latenter Strukturen (1)
- Analytische Simulation (1)
- Angular Resolved Photoelectron Spectroscopy (1)
- Anisotrope Diffusion (1)
- Anisotropieenergie (1)
- Antimonide (1)
- Aorta (1)
- Array (1)
- Atomic Force Microscopy (1)
- Atomlagenabscheidung (1)
- Atomuhr (1)
- Au(111) (1)
- Aufnahmeplanung (1)
- Ausfrieren (1)
- Ausgangsmaterial (1)
- Austausch (1)
- B1 Mapping (1)
- BSG-Laser (1)
- Bakterielle Infektion (1)
- Ballistic Transport (1)
- Ballistischer Effekt (1)
- Ballistischer Ladungstransport (1)
- Ballistischer Transport (1)
- Bathophenanthrolin (1)
- Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung / Abteilung Wärmedämmung und Wärmetransport (1)
- Beschichtung (1)
- Bi2Se3 (1)
- BiTeBr (1)
- BiTeCl (1)
- BiTeI (1)
- Bilagen-Solarzelle (1)
- Bildrekonstruktion (1)
- Biologisches System (1)
- Bloch Siegert (1)
- CAIPIRINHA (1)
- CCIG-Laser (1)
- CCIG-laser (1)
- CIGS (1)
- CMR-Systeme (1)
- CMR-systems (1)
- CT (1)
- Cadmiumsulfid (1)
- Cadmiumtellurid (1)
- Cardiac (1)
- CdSe (1)
- CdSe/ZnS Nanoteilchen (1)
- CeCu6 (1)
- CePt5 (1)
- Cerlegierung (1)
- Charakterisierung (1)
- Chemische Verschiebung (1)
- Chemischer Austausch (1)
- Chemisorption (1)
- Chromoxid <Chrom(IV)-oxid> (1)
- Cluster (1)
- Codierung (1)
- Coherent control (1)
- Compressed Sensing (1)
- Computer (1)
- Computerunterstütztes Lernen (1)
- Core-shell Nanoteilchen (1)
- Coulomb-Blockade (1)
- CrO2 (1)
- Cu(111) (1)
- CuPc (1)
- DBR-Laser (1)
- DBR-laser (1)
- DC-Gating (1)
- DFB-laser (1)
- DFT (1)
- DNS (1)
- Dauerstrichbetrieb (1)
- Defektspektroskopie (1)
- Delamination (1)
- Density-weighting (1)
- Detektor-Array (1)
- Diamant (1)
- Dichte-Wichtung (1)
- Dichtegewichtete Bildgebung (1)
- Didaktik (1)
- Diffusion model (1)
- Diffusions-MRT (1)
- Diffusionsmodell (1)
- Dilute Nitrides (1)
- Dimension 2 (1)
- Disperse Phase (1)
- Dotierter Halbleiter (1)
- Dreidimensionale Bildverarbeitung (1)
- Dreidimensionale Rekonstruktion (1)
- Dreidimensionales Bild (1)
- Dreidimensionales Modell (1)
- Drude model (1)
- Drude-Modell (1)
- Durchblutungsmessung (1)
- Durchstrahlungselektronenmikroskopie (1)
- Dynamisch-ikonische Repräsentation (1)
- Dynamische Lichtstreuung (1)
- E-Learning (1)
- EUV (1)
- EXAFS (1)
- Echozeit (1)
- Einkristall (1)
- Einzelphotonenemisson (1)
- Electronic structure (1)
- Electronics (1)
- Elektrische Entladung (1)
- Elektrolumineszenz (1)
- Elektron-Phonon-Wechselwirkung (1)
- Elektronenkorrelation (1)
- Elektronenstrahllithografie (1)
- Elektronenstrahllithographie (1)
- Elektronenstreuung (1)
- Elektronische Eigenschaft (1)
- Elektronisches Rauschen (1)
- Elementbestimmung (1)
- Emissionsvermoegen (1)
- Energie (1)
- Energieauflösung (1)
- Energierückgewinnungszeit (1)
- Energiespeicher (1)
- Ensemble-Modellierung (1)
- Envelopefunktionennäherung (1)
- Epitaxie (1)
- Epitaxieschicht (1)
- Erdfeld (1)
- Erdmagnetismus (1)
- Extinktion (1)
- Extrazellularvolumen (1)
- Extremes Ultraviolett (1)
- Exzitonen Diffusionslänge (1)
- Exzitonen Dynamik (1)
- Exzitonen Transport (1)
- Exzitonenbeweglichkeit (1)
- FAIR-ASL (1)
- FDTD (1)
- FDTD Simulation (1)
- FIB (1)
- FIR-Spektroskopie (1)
- FT-IR-Spektroskopie (1)
- Fabry-Pérot-Resonator (1)
- Facette (1)
- Fachdidaktik (1)
- Faraday-Effekt (1)
- Faser (1)
- Fatigue (1)
- FeSi (1)
- Felddetektion (1)
- Feldstärkemessung (1)
- Femtosekunden (1)
- Femtosekunden-Laserspektroskopie (1)
- Femtosekundenlaser (1)
- Femtosekundenspektroskopie (1)
- Fermiverteilung (1)
- Fernsehmaske (1)
- Ferromagnetische Heterostruktur (1)
- Ferromagnetismus (1)
- Festkörperspektroskopie (1)
- Festkörpersupport (1)
- Feuchte (1)
- Field Effect Transistor (1)
- Finite Element Simulationen (1)
- Finite Element Simulations (1)
- Finite-Elemente-Methode (1)
- Flugzeit (1)
- Fluor-19 (1)
- Fluoreszenz (1)
- Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (1)
- Fluoreszenzmikroskopie (1)
- Flussbildgebung (1)
- Flussleiter (1)
- Flüssiger Zustand (1)
- Flüstergaleriemode (1)
- Formaldehyd (1)
- Fotodetektor (1)
- Fotodetektoren (1)
- Fourier-Spektroskopie (1)
- Fresnel-Zonenplatte (1)
- Fulleren (1)
- Fullerene (1)
- Functional-NMR Tumor Oxygenation Perfusion Simulation (1)
- Funktionelle NMR-Tomographie (1)
- G8 Bayern (1)
- GaAs/AlGaAs Heterostruktur (1)
- GaAs/AlGaAs heterostructure (1)
- GaAs/Luft-Braggspiegel (1)
- GaInNAs (1)
- GaSb (1)
- GaSb/InAs (1)
- Gallium (1)
- Galliumarsenid-Feldeffekttransistor (1)
- Galliumphosphid (1)
- Gasadsorption (1)
- Gasanalyse (1)
- Gasdruck (1)
- Gefügekunde (1)
- Geräuschminderung (1)
- Gewebecharakterisierung (1)
- Gitterbaufehler (1)
- Glas (1)
- Gradientensystem (1)
- Graphen (1)
- Graphische Darstellung (1)
- Grenzflächenchemie (1)
- Grenzflächeneigenschaften (1)
- Grenzflächenphysik (1)
- Grenzschicht (1)
- H2Pc (1)
- HHG (1)
- HREELS (1)
- Hadron-Hadron scattering (experiments) (1)
- Haftungstest (1)
- Halbleiterbauelement (1)
- Halbleitergrenzflächen (1)
- Halbleiterheterostrukturen (1)
- Halbleiterphysik (1)
- Halbleiter‐Laser (1)
- Harmonische (1)
- Harte Röntgenstrahlung (1)
- Hemisphärische Kavität (1)
- Herstellung (1)
- Herz-MRT (1)
- Herzbildgebung (1)
- Herzschlag (1)
- Herzshuntdiagnostik (1)
- Hg(1-x)Cd(x)Te (1)
- High energy physics (1)
- Hitzdrahtverfahren (1)
- Hochfeld-NMR (1)
- Hochgeordnete Monolagen (1)
- Hochtemperatur-Wärmeisolation (1)
- Hohlfaser (1)
- Husimi (1)
- Hybridbildgebung (1)
- Hüftkopfnekrose (1)
- II-IV Halbleiter (1)
- II-VI heterostructures (1)
- II-VI semiconductor (1)
- II-VI-semiconductor (1)
- II-VI-semiconductors (1)
- III - V Halbleiter (1)
- III - V semiconductors (1)
- III-V semiconductor quantum dot (1)
- ITO (1)
- Identität (1)
- Imaging (1)
- Impedance Spectroscopy (1)
- Impedanzspektroskopie (1)
- Impulsmikroskopie (1)
- In situ (1)
- In vivo (1)
- InAs/GaAs Quantenpunkte (1)
- InAs/GaAs quantum dots (1)
- Infarkt (1)
- Infektionsbildgebung (1)
- Infrarot (1)
- Infrarotemission (1)
- Inhomogeneities (1)
- Inhomogenität (1)
- Integriertes Lernen (1)
- Interesse (1)
- Interface physics (1)
- Intersubband-Resonanz (1)
- Inverse Photoemission (1)
- Inversion Recovery (1)
- Inversionsasymmetrische Halbleiter (1)
- Isaac (1)
- Ischämie (1)
- Isomerisierungsreaktion (1)
- Isomerizierung (1)
- Kantenzustand (1)
- Kardio-MRT (1)
- Kationische Lipidbilayer (1)
- Kavitation (1)
- Keramikfaser (1)
- Keramischer Werkstoff (1)
- Kernspinrelaxation (1)
- Kernspintomograph (1)
- Kinematik (1)
- Knochen (1)
- Knochenstruktur (1)
- Knochenzement (1)
- Kohlenwasserstoffe (1)
- Kohlenwasserstoffsensorik (1)
- Kohärente Kontrolle (1)
- Kollektivanregung (1)
- Kollektive Anregung (1)
- Kondo-Modell (1)
- Kondo-System (1)
- Kontamination (1)
- Kontrollierte Wirkstofffreisetzung (1)
- Kooperatives Lernen (1)
- Kopplung von Festkörper- und Gaswärmeleitung (1)
- Koronarperfusion (1)
- Krach (1)
- Kraft (1)
- Kraftmessung (1)
- Kraftmikroskopie (1)
- Kristallfeld (1)
- Künstliche Synapsen (1)
- LaAlO\(_3\)/SrTiO\(_3\) (1)
- Laborgerät (1)
- Labormikroskopie (1)
- Ladungsdichtewelle (1)
- Ladungslokalisierung (1)
- Ladungsträger (1)
- Landau-Niveau (1)
- Lanthanoxid (1)
- Laserablation (1)
- Laserarray (1)
- Laserdiode (1)
- Lasererzeugtes Plasma (1)
- Lasing (1)
- Latentwärmespeicher (1)
- Lautstärkereduktion (1)
- Legionella (1)
- Legionella pneumophila (1)
- Legionellen (1)
- Legionärskrankheit (1)
- Lehr-Lern-Forschung (1)
- Lehr-Lern-Labor (1)
- Lehramt (1)
- Lehramtsstudierende (1)
- Lehramtsstudium (1)
- Lehranalyse (1)
- Lehrerbildung (1)
- Leistungsverstärkung (1)
- Lernerfolg (1)
- Lernvideos (1)
- Licht Materie Wechselwirkung (1)
- Lichtinduzierter Effekt (1)
- Lichtwellenleiter (1)
- Light-Matter-Interaction (1)
- Lipidmembran (1)
- Lithografie <Halbleitertechnologie> (1)
- Lithographie <Halbleitertechnologie> (1)
- Logic Gate (1)
- Logisches Gatter (1)
- Low temperature effects (1)
- Low-Dimensional Electron Systems (1)
- Low-e (1)
- Lumineszenzdiode (1)
- Lung (1)
- Lung Function (1)
- Lung Imaging (1)
- Lungenbildbgebung (1)
- Lungenfunktionsprüfung (1)
- Lärm (1)
- Lärmbelastung (1)
- MOLLI (1)
- MR microscopy (1)
- MR-MPI-Tomograph (1)
- MR-imaging (1)
- MRT der Lunge (1)
- Ma (1)
- Magnesiumphosphat (1)
- Magnesiumphosphate (1)
- Magnetfeld-Wechselwirkung (1)
- Magnetfeldsensor (1)
- Magnetic Resonance (1)
- Magnetische Eigenschaft (1)
- Magnetische Suszeptibilität (1)
- Magnetischer Röntgenzirkulardichroismus (1)
- Magnetisierung (1)
- Magneto-optik (1)
- Magneto-optische Eigenschaften (1)
- Magnetometrie (1)
- Magnetpartikelspektroskopie (1)
- Magnetresonanzbildgebung (1)
- Magnetresonanzmikroskopie (1)
- Magnetsensor (1)
- Magnetspule (1)
- Magnetteilchen (1)
- Mahlprozess (1)
- Mais (1)
- Malaria (1)
- Mangan (1)
- Manganarsenide (1)
- Manganate (1)
- Manganion (1)
- Massenspektroskopie (1)
- Materialanalytik (1)
- Mechanik (1)
- Mehrfach-Solarzelle (1)
- Mehrphotonen-Spektroskopie (1)
- Membranschwingung (1)
- Membranspannung (1)
- Membranviskosität (1)
- Memkondensator (1)
- Mesoskopischer Transport (1)
- Messprozess (1)
- Metall (1)
- Metallcluster (1)
- Metalloberfläche (1)
- Metalloxide (1)
- Metallschicht (1)
- Metrologie (1)
- Microcavities (1)
- Microresonator (1)
- Microscopy (1)
- Microstructure Modelling (1)
- Microstructure–Property–Relationship (1)
- Mie-Streuung (1)
- Mikrocomputertomographie (1)
- Mikrofertigung (1)
- Mikrokavitäten (1)
- Mikrolaser (1)
- Mikroporosität (1)
- Mikroskop (1)
- Mikrospektralanalyse (1)
- Mikrostrukturmodellierung (1)
- Mikrostruktur–Eigenschafts–Korrelationen (1)
- Mikrosystemtechnik (1)
- Mischkristall (1)
- Mn)As (1)
- Modellbildung (1)
- Moden (1)
- Modulation (1)
- Molekulardynamik (1)
- Molekulare Sonde (1)
- Molekularer Schalter (1)
- Molekülkontakte (1)
- Molekülorbital (1)
- Molekülspektroskopie (1)
- Monoschicht (1)
- Motivation (1)
- Multimedia (1)
- Muskelfaser (1)
- Mustervergleich (1)
- Myokardiale Perfusion (1)
- Myokardiale T1ρ-Quantifizierung (1)
- NIXSW (1)
- NMR-Imaging (1)
- NMR-Mammographie (1)
- NMR-Mikroskopie (1)
- NMR-Spektrometer (1)
- NMR-microscopy (1)
- NSCLC (1)
- NTCDA (1)
- Nanodot-Speicher (1)
- Nanodraht (1)
- Nanooptik (1)
- Nanosonde (1)
- Nanostructure (1)
- Nanotechnologie (1)
- Natrium (1)
- Natrium-23 (1)
- Natur und Technik (1)
- Natur und Technikunterricht (1)
- Navigator (1)
- Neuroinformatik (1)
- Newton (1)
- Nicht-kartesische Bildgebung (1)
- Nicht-kleinzelliges Bronchialkarzinom (1)
- Nichtflüchtiger Speicher (1)
- Nichtunterscheidbarkeit (1)
- Niederdimensionales System (1)
- Niere (1)
- Nitride (1)
- Non-Cartesian Imaging (1)
- Näherungsverfahren (1)
- ODMR-Spektroskopie (1)
- OLED (1)
- Oberflächenchemie (1)
- Oberflächenplasmonen (1)
- Oberflächenröntgenbeugung (1)
- Oberflächenzustand (1)
- Optical Spectroscopy (1)
- Optical spectroscopy (1)
- Optik (1)
- Optisches Filter (1)
- Orbitaltomographie (1)
- Ordnungs-Unordnungs-Umwandlung (1)
- Organic Semiconductors (1)
- Organic Solar Cells (1)
- Organische Halbleiter (1)
- Organische Moleküle (1)
- Organische Solarzellen (1)
- Organischer Feldeffekttransistor (1)
- Organisches Molekül (1)
- Oxygenierung (1)
- PCM (1)
- PTCDA (1)
- Paarpotentiale (1)
- Paneel (1)
- Parallel Imaging (1)
- Paralleler Prozess (1)
- Patientenkomfort (1)
- Pattern Matching (1)
- PbSnSe (1)
- Perfluorkarbon (1)
- Perfusionsmessung (1)
- Perowskit (1)
- Perowskite (1)
- Perowskit‐Halbleiter (1)
- Perowskit‐Solarzellen (1)
- Pflanzen (1)
- Pflanzengewebe (1)
- Phase-encoding (1)
- Phased (1)
- Phasen-Kodierung (1)
- Phasenraumdarstellung (1)
- Phasenschieber (1)
- Phasenumwandlung (1)
- Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt (1)
- Phonon (1)
- Phosphor-31-NMR-Spektroskopie (1)
- Photocurrent (1)
- Photodetektor (1)
- Photoelectron Spectroscopy (1)
- Photolumineszenz Quenching (1)
- Photonik (1)
- Photonischer Kristall (1)
- Photovoltaik (1)
- Phthalocyanine (1)
- Physik (1)
- Physikalische Charakterisierung (1)
- Physikalische Eigenschaft (1)
- Physikalische Schicht (1)
- Physikdidaktik (1)
- Physioloische MRT (1)
- Plasmonen (1)
- Polarer Halbleiter (1)
- Polarisiertes Licht (1)
- Polariton-Kondensation (1)
- Polariton-Laser (1)
- Porengröße (1)
- Positionierte Quantenpunkte (1)
- Positionierung (1)
- Professionelle Unterrichtswahrnehmung (1)
- Protonen-NMR-Spektroskopie (1)
- Prozessierung (1)
- Präbolus (1)
- Präpolarisationssystems (1)
- Pulsformung (1)
- Pulver (1)
- Pump-Probe-Technik (1)
- Purcell-Effekt (1)
- Pyrolyse (1)
- Pyrometrie (1)
- Q2DEG (1)
- Quanten-Dash (1)
- Quanten-Hall-Effekt (1)
- Quantenelektrodynamik (1)
- Quantenfilm (1)
- Quantenkryptologie (1)
- Quantenoptik in Halbleitersystemen (1)
- Quantensensor (1)
- Quantenspinsystem (1)
- Quantentrog (1)
- Quantentrogzustände (1)
- Quantenwell-Laser (1)
- Quantum Well (1)
- Quantum Well States (1)
- Quantum confined Stark effect (1)
- Quantum well (1)
- Quantumwire (1)
- Quasiparticle Lifetime (1)
- Quasiteilchen-Lebensdauer (1)
- Quasiteilcheninterferenz (1)
- Quecksilbertellurid (1)
- RIXS (1)
- RTD (1)
- Radial Imaging (1)
- Radiale Bildgebung (1)
- Rapid Prototyping (1)
- Rashba (1)
- Rastermikroskop (1)
- Rastertunnelspektoskopie (1)
- Reaktionskinetik (1)
- Reflexion <Physik> (1)
- Reflexionsgeometrie (1)
- Regelung (1)
- Regionales Blutvolumen (1)
- Rekombination (1)
- Rekonstruktion (1)
- Relaxographie (1)
- Relaxography (1)
- Relaxometrie (1)
- Relaxometry (1)
- Repräsentation (1)
- Repulsion of organic molecules (1)
- Repulsion organischer Moleküle (1)
- Resonanz-Tunneldiode (1)
- Resonanztunneldiode (1)
- Resonator (1)
- Resonatoren (1)
- Resorcin (1)
- Retrospective Motion Compensation (1)
- Retrospektive Bewegungskorrektur (1)
- Ringresonator (1)
- Rotary Excitation (1)
- Röngenbeugung (1)
- Röntgen-Weitwinkelstreuung (1)
- Röntgenabsorptionsspektroskopie (1)
- Röntgendetektor (1)
- Röntgendichroismus (1)
- Röntgenemission (1)
- Röntgenspektroskopie (1)
- Röntgenstrahlung (1)
- Röntgenstreuung (1)
- Röntgenzirkulardichroismus (1)
- SET-Transistor (1)
- SMART (1)
- SPA-LEED (1)
- STED-Mikroskopie (1)
- STM (1)
- STXM (1)
- Saphir (1)
- Sauerstoff (1)
- Sauerstoffbegasung (1)
- Sauerstofffehlstellen (1)
- Sb2Te3 (1)
- Scaffold fabrication (1)
- Scanning tunneling microscopy (1)
- Schattenmaske (1)
- Schichtsysteme (1)
- Schottky-Kontakt (1)
- Schwache Kopplung (1)
- Schüleraktivierung (1)
- Schülerversuch (1)
- Schülervorstellungen (1)
- Sel-MQC (1)
- Selbst-Kalibrierung (1)
- Selbstbild (1)
- Selbstenergie (1)
- Selbstkonzept (1)
- Selbstnavigation (1)
- Selbstorganisation (1)
- Semiconductor heterostrctures (1)
- Semiconductor laser (1)
- Semiconductors (1)
- Sendedioden (1)
- Sequenzentwicklung (1)
- Simulation (1)
- Single Photon Sources (1)
- Single electron transfer (1)
- Single photon emission (1)
- Skyrmion (1)
- Sol-Gel-Prozess (1)
- Sol-Gel-Synthese (1)
- Solarzelle (1)
- Solarzellen (1)
- Sorption (1)
- Spectromicroscopy (1)
- Speicher (1)
- Speicherelement (1)
- Speichertransistor (1)
- Spektrale Editierung (1)
- Spektrales Lochbrennen (1)
- Spektromikroskopie (1)
- Spektroskopische Bildgebung (1)
- Spektroskopische Flussmessung (1)
- Spin Relaxation (1)
- Spin-Bahn-Kopplung (1)
- Spin-Echo (1)
- Spin-Injektion (1)
- Spin-LED (1)
- Spin-Ladungs-Umwandlung (1)
- Spin-Lock (1)
- Spin-Polarisation (1)
- Spin-orbit coupling (1)
- Spinell (1)
- Spinflip-Streuung (1)
- Spinpolarisierte Rastertunnelmikroskopie, Temperaturabhängige Phasenübergänge (1)
- Spinrelaxation (1)
- Spintronics (1)
- Spulen (1)
- Spulen-Array (1)
- Stabilisierung (1)
- Starke Kopplung (1)
- Steifigkeit (1)
- Stochastische Resonanz (1)
- Strahlungskopplung (1)
- Stromantwort (1)
- Strukturbestimmung (1)
- Student-Lab (1)
- Störstellen (1)
- Supersymmetry (1)
- Supraleiter 2. Art (1)
- Supraleitung (1)
- Systembau (1)
- T1 (1)
- T1 Relaxation (1)
- T1 quantification (1)
- T1-Relaxtion (1)
- T1-Wichtung (1)
- T1rho (1)
- T1ρ (1)
- T2 (1)
- T2* (1)
- T2*-Relaxation (1)
- TCSPC (1)
- Table-top (1)
- Tageslichtelement (1)
- Tageslichtnutzung (1)
- Tamm-Plasmonen (1)
- Tautomerisation (1)
- Telekommunikation (1)
- Thermometrie (1)
- Thin Films (1)
- TiOPc (1)
- Tieftemperatur (1)
- Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie (1)
- Tieftemperaturphänomene (1)
- Tieftemperaturverhalten (1)
- Tomografie (1)
- Topologische Supraleitung (1)
- Trabekel (1)
- Transiente Absorptionsspektroskopie (1)
- Transmission <Physik> (1)
- Transmissionsmikroskopie (1)
- Transport (1)
- Transportmessung (1)
- Traveling Wave Magnetic Particle Imaging (1)
- Tribenzotriquinacen (1)
- Triplett (1)
- Tunnelkontakt (1)
- Tunnelkontakte (1)
- Two-photon absorption (1)
- Two-photon polymerization (1)
- U-Wert (1)
- U-value (1)
- UPS (1)
- URu2Si2 (1)
- UTE (1)
- Ulrakurze Echozeit (1)
- Ultraschneller Prozess (1)
- Ultrathin Transmission Target (1)
- Undulation (1)
- Ununterscheidbarkeit (1)
- Uran (1)
- VCSEL (1)
- VIDE (1)
- VIDED (1)
- VIP (1)
- Vakuum (1)
- Vakuumisolationspanel (1)
- Verglasung (1)
- Vergleichsstudie (1)
- Verstärker (1)
- Verstärkung (1)
- Verteilte Bragg-Reflexion (1)
- Vertikalresonator (1)
- Very strong coupling (1)
- Videoanalyse (1)
- Vizinal (1)
- Volladdierer (1)
- Wabengitter (1)
- Wasserfenster (1)
- Wassertransport (1)
- Wechselwirkung (1)
- Weiche Röntgenstrahlung (1)
- Wellenleiter (1)
- Wigner (1)
- Wigner-Verteilung (1)
- Winkelaufgelöste Photoelektronenspektroskopie (1)
- Winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie (1)
- Wirkungsquerschnitt (1)
- Wurzel (1)
- Wärmeleitung (1)
- Wärmeschutzverglasung (1)
- Wärmetransport (1)
- Würzburg / Sonderforschungsbereich Erkennung (1)
- Würzburg / Sonderforschungsbereich II-VI-Halbleiter (1)
- XANES (1)
- XRD (1)
- XSW (1)
- Xerogel (1)
- Xylem (1)
- Y-Schalter (1)
- Zahnimplantat (1)
- Zahnmedizin (1)
- Zeitauflösung (1)
- Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (1)
- Zinkoxid (1)
- Zinn-dotiertes Indiumoxid (1)
- Zirkularpolarisation (1)
- ZnSe heterostructure (1)
- ZnSe-Heterostruktur (1)
- Zwei-Photonen-Photoelektronenspektroskopie (1)
- Zwei-Photonen-Polymerisation (1)
- Zweidimensionales Material (1)
- Zweiphotonen-Photoemissionsspektroskopie (1)
- Zweiphotonenabsorption (1)
- Zwischenschicht (1)
- active learning (1)
- adaptive Quantenkontrolle (1)
- adiabatic modetransission (1)
- adsorption (1)
- aerogel (1)
- aerogels (1)
- aluminum-zinc-oxide (1)
- anatomical (1)
- anatomisch (1)
- anisotropy energy (1)
- array (1)
- artificial synapse (1)
- aufdruckbare Solarzellenfarbe (1)
- ballistic (1)
- ballistic transport (1)
- ballistischer Transport (1)
- ballistisches Transport Regime (1)
- bathophenanthroline (1)
- bistabiles Schalten (1)
- bistable switching (1)
- black-blood (1)
- bone cement (1)
- burried interfaces (1)
- cardiac MRI (1)
- cardiac imaging (1)
- cardiac shunt (1)
- cardiovascular system (1)
- cationic lipid bilayer (1)
- ceramic fibers (1)
- characterization (1)
- chemisorption (1)
- circular polarization (1)
- cluster (1)
- coil (1)
- coil-array (1)
- collective excitation (1)
- comparative study (1)
- condensed phase (1)
- confocal microscopy (1)
- contamination (1)
- contrast-enhanced (1)
- coupling of gaseous and solid thermal conduction (1)
- cryo deposition (1)
- cryogenic temperature (1)
- current response (1)
- daylighting (1)
- delamination (1)
- density weighted imaging (1)
- density weighting (1)
- dental implant (1)
- dfb-laser (1)
- dichteangepasste k-Raum Abtastung (1)
- diffraction (1)
- diffusion tensor imaging (1)
- digital Lock-In (1)
- digitaler Lock-In (1)
- diindenoperylene (1)
- dilute nitride (1)
- diode laser (1)
- dispersion (1)
- dreMR (1)
- dynamic light scattering (1)
- dynamic-iconic representation (1)
- dynamische Lichtstreuung (1)
- dünne intermetallische Filme (1)
- echo time (1)
- edge states (1)
- electrically triggered (1)
- electron beam lithography (1)
- electronic transport (1)
- energy storage (1)
- ensemble modeling (1)
- envelope function approximation (1)
- epitaxy (1)
- evolutionary algorithm (1)
- evolutionärer Algorithmus (1)
- exchange (1)
- exciton (1)
- exciton blocking layer (1)
- excitons (1)
- explanatory videos (1)
- extrinsic (1)
- extrinsisch (1)
- facet (1)
- far-infrared spectroscopy (1)
- fatigue (1)
- femtosecond (1)
- femtosecond laser spectroscopy (1)
- ferromagnetism (1)
- ferromagnets (1)
- field free point (FFP) (1)
- field-effect transistor (1)
- flash memory (1)
- floating gate transistor (1)
- flux guides (1)
- flüssige Phase (1)
- free breathing (1)
- free respiration (1)
- fs (1)
- full adder (1)
- functional (1)
- funktionell (1)
- funktionelle Lungenbildgebung (1)
- funktionelle MRT (1)
- g-Wert (1)
- g-value (1)
- gallium nitride (1)
- gallium phosphide (1)
- gas (1)
- gas adsorption (1)
- gasb (1)
- gekoppelte Kavitäten (1)
- geometrische Struktur (1)
- geordnete Metalladsorbate auf Halbleiteroberflächen (1)
- harmonic (1)
- heat transfer (1)
- heterogen (1)
- heterogeneous (1)
- high field NMR (1)
- high power laser (1)
- high temperature (1)
- high temperature thermal insulation materials (1)
- high-power laser (1)
- hochauflösende Bildgebung (1)
- hochauflösende Elektronenbeugung (1)
- hole-burning (1)
- hydrocarbons (1)
- image reconstruction (1)
- impurities (1)
- inctracellular (1)
- indium phosphide (1)
- indium-tin oxide (1)
- infarct (1)
- infrared spectroscopy (1)
- interface properties (1)
- intersubband resonance (1)
- intrazellulär (1)
- intrinsic (1)
- intrinsisch (1)
- inverse photoemission (1)
- isomerization (1)
- kardiale MRT (1)
- keV (1)
- keramische Fasern (1)
- kinematics (1)
- komplexe Gitterkopplung (1)
- kondensierte Phase (1)
- large optical cavity (1)
- laser array (1)
- lasing (1)
- latent heat (1)
- learning (1)
- lift-off (1)
- light matter coupling (1)
- light scattering and absorption (1)
- liquid phase (1)
- localized surface plasmon (1)
- low-emissivity coating (1)
- lung (1)
- magnesium phosphate (1)
- magnetic nanoparticles (1)
- magnetic sensor (1)
- magnetic susceptibility (1)
- magneto optics (1)
- magneto-optical properties (1)
- magnetoresistance (1)
- magnetoresistive effect (1)
- magnetoresistiver Effekt (1)
- mass spectrocopy (1)
- matrix element effects (1)
- mbe (1)
- mechanic (1)
- mechanical stiffness (1)
- mechanische Steifigkeit (1)
- membrane tension (1)
- membrane viscosity (1)
- memory (1)
- memristive Funktionen (1)
- memristive functions (1)
- mesoscopic (1)
- metal-organic (1)
- metall-organisch (1)
- mice (1)
- micro cavity (1)
- microresonator (1)
- microscope (1)
- microstructure (1)
- microtomography (1)
- milling process (1)
- modelling (1)
- moisture (1)
- molecular Dynamics (1)
- molecular contacts (1)
- molecular electronics (1)
- molecular imaging (1)
- molecule (1)
- molekulare Dynamik (1)
- molekulare Elektronik (1)
- mono-mode laser (1)
- monomodige Laser (1)
- motivation (1)
- multilayer (1)
- muscle fiber (1)
- n-Halbleiter (1)
- n-doping (1)
- nano (1)
- nano optics (1)
- nano-CT (1)
- nanoelectronic (1)
- nanoelectronics (1)
- nanoparticle (1)
- nanoparticles (1)
- nanotechnology (1)
- nanowire (1)
- nicht-diagonale langreichweitige Ordnung (1)
- nichtlinearer Magnetotransport (1)
- niederdimensionale Elektronensysteme (1)
- niedrigemittierende Beschichtung (1)
- non-classical light (1)
- nonlinear magnetotransport (1)
- oligo-DNA (1)
- optical (1)
- optical resonator (1)
- optimale Teilchendurchmesser (1)
- optimum particle diameter (1)
- optisch (1)
- opto electronics (1)
- optoelectronic devices (1)
- optoelektronische Bauelemente (1)
- organic field-effect transistor (1)
- organic semiconductor (1)
- organische Halbleiter (1)
- oxide heterostructures (1)
- oxygen vacancies (1)
- oxygen-enhanced (1)
- pair potentials (1)
- parallel imaging (1)
- paramagnetic resonance (1)
- partizipierende Medien (1)
- performance (1)
- perovskites (1)
- phase change material (1)
- phase retarder (1)
- phase transition (1)
- phase-space-representation (1)
- phased (1)
- phased-array (1)
- phenolic resin (1)
- photocurrent (1)
- photoelectron spectrocsopy (1)
- photoelectron spectroscopy (1)
- photoelectron spectrscopy (1)
- photoinduced transport (1)
- photoinduzierter Transport (1)
- photoluminescence (1)
- photoluminescence spectroscopy (1)
- photonic crystal (1)
- photonic crystals (1)
- photonic dot (1)
- photonische Kristalle (1)
- photonischer Punkt (1)
- phthalocyanine (1)
- physical characterisation (1)
- physics (1)
- physics education (1)
- plant roots (1)
- plasmons (1)
- point emitters (1)
- polariton (1)
- pore size (1)
- porous (1)
- porös (1)
- power gain (1)
- pre-service teachers (1)
- prebolus (1)
- processing (1)
- professional vision (1)
- pulse shaping (1)
- pyrolysis (1)
- quantum dash (1)
- quantum dot laser (1)
- quantum dots (1)
- quantum information technology (1)
- quantum key distribution (1)
- quantum optics (1)
- quantum optics in semiconductors (1)
- quantum well (1)
- quantum wells (1)
- quantum wire (1)
- quantum-well laser (1)
- quantumcascade laser (1)
- radiation transport (1)
- radiative coupling (1)
- reaction cross section (1)
- reconstruction (1)
- rectification (1)
- redispergierte Nanopartikel-Sole (1)
- redispersed nanoparticle sol (1)
- resonant scattering (1)
- resonante Streuung (1)
- resonator (1)
- rotating magnetic field (1)
- sFLIM (1)
- scanning (1)
- selective multiple quantum filter (1)
- selektiver Mehrquantenfilter (1)
- self-calibration (1)
- self-concept (1)
- semi-magnetic (1)
- semiconductor interfaces (1)
- semiconductor quantum dot (1)
- semiconductor quantum dots (1)
- semimagnetic semiconductor (1)
- semimagnetisch (1)
- shadow mask (1)
- single crystal (1)
- single electron transport (1)
- single quantum dot (1)
- site-controlled (1)
- site-controlled quantum dot (1)
- site-controlled quantum dots (1)
- sodium (1)
- soft x-ray (1)
- sol gel (1)
- sol-gel process (1)
- sol-gel-technology (1)
- solar cells (1)
- solar glazing (1)
- solid state physics (1)
- solid support (1)
- sorption (1)
- spectral editing (1)
- spectroscopic imaging (1)
- spectroscopy (1)
- spektroskopie (1)
- spezifische Absorptionsrate (1)
- spin dephasing (1)
- spin label (1)
- spin labeling (1)
- spin polarization (1)
- spin relaxation (1)
- spin-flip Raman spectroscopy (1)
- spindynamic (1)
- spindynamics (1)
- spinflip scattering (1)
- spinpolarized scanning tunneling microscopy, temperature dependent phase transitions (1)
- steady-state free precession (1)
- steam (1)
- stehende Röntgenwellenfelder (1)
- stimulated echo (1)
- stimuliertes Echo (1)
- strong coupling (1)
- structure determination (1)
- students' conceptions (1)
- surface (1)
- surface state (1)
- tapered laser (1)
- thermal barrier coating (1)
- thermal insulation (1)
- time resolved (1)
- timeresolved spectroscopy (1)
- tissue characterization (1)
- tomographic imaging method (1)
- topological insulator (1)
- transiente Absorption (1)
- transiente absorption spectroscopy (1)
- transition metal (1)
- transmission microscopy (1)
- transport (1)
- transport measurement (1)
- transport spectroscopy (1)
- tunable laser (1)
- tunnel contacts (1)
- two photon interference (1)
- ultrafast (1)
- ultraschnell (1)
- undulation (1)
- vacuum insulation panel (1)
- verborgene Grenzflächen (1)
- verdünnte Nitride (1)
- vertical (1)
- vertikal (1)
- vicinal (1)
- video analysis (1)
- water window (1)
- waveguide (1)
- weit abstimmbare Laser (1)
- weite Abstimmbarkeit (1)
- widely tunable laser (1)
- x-ray diffraction (1)
- x-ray emission (1)
- x-rays (1)
- xerogel (1)
- xylem cavitation (1)
- zeitafgelöst (1)
- zeitaufgelöste Spektroskopie (1)
- zone plate (1)
- zweidimensional (1)
- Übergangsmetall (1)
- Überstruktur (1)
Institute
- Physikalisches Institut (210) (remove)
Sonstige beteiligte Institutionen
- Universitätsklinikum Würzburg (3)
- Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (1)
- Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (1)
- Didaktik der Physik (1)
- Fraunhofer ISC (1)
- Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) (1)
- Fraunhofer-Institut für Silcatforschung ISC in Würzburg (1)
- Institut für Medizintechnik Schweinfurt (IMeS) (1)
- Ludwig-Maximilians-Universität München, Fakultät für Physik (1)
- Stanford University (1)
ResearcherID
- N-7500-2014 (1)
Konzepte zur skalierbaren Realisierung von effizienten, halbleiterbasierten Einzelphotonenquellen
(2011)
Dem Einsatz niederdimensionaler Nanostrukturen als optisch aktives Medium wird enormes Potential vorausgesagt sowohl in den klassischen optoelektronischen Bauteilen (wie z.B. Halbleiterlasern) als auch in optischen Bauteilen der näachsten Generation (z.B. Einzelphotonenquellen oder Quellen verschränkter Photonenpaare). Dennoch konnten sich quantenpunktbasierte Halbleiterlaser, abgesehen von einigen wenigen Ausnahmen (QDLaser inc.), im industriellen Maßstab bisher nicht gegen Bauelemente mit höherdimensionalen Quantenfilmen als optisch aktivem Element durchsetzen. Deshalb scheint der Einsatz von Quantenpunkten (QPen) in nichtklassischen Lichtquellen gegenwärtig vielversprechender. Um jedoch solche Bauteile bis zur letztendlichen Marktreife zu bringen, müssen neben der starken Unterdrückung von Multiphotonenemission noch wesentliche Grundvoraussetzungen erfüllt werden: In dieser Arbeit wurden grundlegende Studien durchgeführt, welche insbesondere dem Fortschritt und den Problemen der Effizienz, des elektrischen Betriebs und der Skalierbaren Herstellung der Photonenqullen dienen sollte. Zum Einen wurden hierfür elektrisch betriebene Einzelphotonenquellen basierend auf gekoppelten QP-Mikroresonatoren realisiert und de ren Bauteileffizienz gezielt optimiert, wobei konventionelle selbstorganisierte InAs-QPe als aktives Medium eingesetzt wurden. Für die skalierbare Integration einzelner QPe in Mikroresonatoren wurde des Weiteren das gesteuerte QP-Wachstum auf vorstrukturierten Substraten optimiert und auf diese Art ortskontrollierte QPe in Bauteile integriert. Für die Realisierung hocheffizienter, elektrisch gepumpter inzelphotonenquellen wurde zunächst das Wachstum von binären InAs-QPen im Stranski-Krastanov-Modus optimiert und deren optische Eigenschaften im Detail untersucht. Durch das Einbringen einer Schicht von Siliziumatomen nahe der QP-Schicht konnten die Emitter negativ geladen werden und der helle Trionenzustand der QPe als energetischer Eigenzustand des Systems zur effizienten Extraktion einzelner Photonen ausgenutzt werden. Durch die Integration dieser geladenen QPe in elektrisch kontaktierte, auf Braggspiegel basierte Mikrotürmchen konnten Einzelphotonenquellen realisiert werden, in denen gezielt Licht-Materie- Wechselwirkungseffekte zur Steigerung der Bauteileffizienz ausgenutzt wurden. Basierend auf theoretischen Überlegungen wurde die Schichtstruktur soweit optimiert, dass letztendlich experimentell eine elektrisch gepumpte Einzelphotonenquelle mit einer Photonenemissionsrate von 47 MHz sowie einer zuvor unerreichten Bauteileffizienz von 34 % im Regime der schwachen Licht-Materie-Kopplung demonstriert werden konnte. Da Effekte der Licht-Materie-Wechselwirkung zwischen QP und Resonator neben der spektralen Resonanz ebenfalls von der relativen Position von Resonator und QP zueinander abhängen, ist eine Kombination von positionierten QPen und Bauteilausrichtung nahezu unumg¨anglich für die skalierbare, deterministische Herstellung von Systemen aus perfekt angeordnetem Emitter und Resonator. Deshalb wurden bestehende Konzepte zum geordneten Wachstum von QPen weiterentwickelt: Hierbei wurde geordnetes InAs-QP-Wachstum mit Perioden realisiert, die vergleichbare Abmessungen wie optische Resonatoren aufweisen, also Nukleationsperioden zwischen 500 nm und 4 μm. Durch ein genaues Anpassen der Wachstums- und Prozessbedingungen konnte des Weiteren die Bildung von QP-Molekülen auf den Nukleationsplätzen nahezu unterdrückt beziehungsweise gesteuert werden. Durch eine systematische Optimierung der optischen Eigenschaften der QPe konnten Emitter mit Einzelquantenpunktlinienbreiten um 100 μeV realisiert werden, was eine Grundvoraussetzung zur Studie ausgeprägter Licht-Materie-Wechselwirkungseffekte in Mikroresonatoren darstellt. Letztendlich konnten durch die Integration derartiger QPe in optisch sowie elektrisch betriebene Mikroresonatoren erstmals Bauteile realisiert werden, welche einige der prinzipiellen, an eine Einzelphotonenquelle gestellten Anforderungen erfüllen. Insbesondere konnten deutliche Signaturen der schwachen Licht-Materie-Kopplung einzelner positionierter QPe in photonische Kristallresonatoren, Mikroscheibenresonatoren sowie Mikrotürmchenresonatoren festgestellt werden. Darüberhinaus konnte an einem spektral resonanten System aus einem positionierten QP und der Grundmode eines Mikrotürmchenresonators eindeutig Einzelphotonenemission unter optischer Anregung demonstriert werden. Ebenfalls konnten Mikrotürmchenresonatoren mit integrierten positionierten QPen erstmals elektrisch betrieben werden und somit die Grundvoraussetzung für eine der skalierbaren Herstellung effizienter Einzelphotonenquellen geschaffen werden.
Ziel der Arbeit war die Entwicklung von lateral gekoppelten DFB-Halbleiterlasern für Hochleistungsanwendungen. Besonderes Augenmerk war dabei auf hohe COD-Schwellen und schmale Fernfeldverteilungen gerichtet. Ausgehend von einem LOC-Design wurden Simulationsrechnungen durchgeführt und ein neues Epitaxiedesign mit einer 2.5 μm dicken LOC, in welcher die aktive Schicht asymmetrisch positioniert ist, entwickelt. Durch die asymmetrische Anordnung der aktiven Schicht kann die im Falle von lateral gekoppelten DFB-Lasern sehr kritische Kopplung der Lichtmode an das modenselektive Gitter gewährleistet werden. Zudem reichen die Ausläufer der Lichtmode in diesem Design weiter in den Wellenleiter hinab als dies bei herkömmlichen Wellenleitern der Fall ist, so dass sich die Fernfeldeigenschaften der Laser verbessern. Die Fernfeldverteilungen solcher Laser weisen Halbwertsbreiten von 14° in lateraler und nur 19° in transversaler Richtung auf. Im Vergleich mit Standardstrukturen konnte die Ausdehnung des transversalen Fernfeldes also um mehr als 50 % reduziert werden. Außerdem ergibt sich eine nahezu runde Abstrahlcharakteristik, was die Einkopplungseffizienz in optische Systeme wie Glasfasern oder Linsen signifikant verbessert. Unter Ausnutzung der entwickelten Epitaxiestruktur mit asymmetrischer LOC wurde ein neues Lateraldesign entwickelt. Es handelt sich hierbei um Wellenleiterstege welche im Bereich der Facetten eine Verjüngung aufweisen. Durch diese wird die optische Mode tief in die 2.5 μm dicke Wellenleiterschicht geführt, welche sie in transversaler Richtung komplett ausfüllt. Durch den größeren Abstand der Lasermode vom Wellenleitersteg ergibt sich zudem eine deutliche schwächere laterale Führung, so dass sich die Mode auch parallel zur aktiven Schicht weiter ausdehnt. Die Lichtmode breitet sich folglich über eine deutlich größere Fläche aus, als dies bei einem gleichbleibend breiten Wellenleitersteg der Fall ist. Die somit signifikant kleinere Leistungsdichte auf der Laserfacette ist gleichbedeutend mit einem Anstieg der COD-Schwelle der Laser der im Einzelnen von den jeweiligen Designparametern von Schicht- und Lateralstruktur abhängig ist. Außerdem bewirkt die in lateraler und transversaler Richtung deutlich schwächere Lokalisation der Mode eine weitere Abnahme der Halbwertsbreiten der Laserfernfelder. Durch die im Vergleich zu herkömmlichen Laserstrukturen schwächere Lokalisation der Lichtmode im Bereich der Facetten ergeben sich äußerst schmale Fernfelder. Ein 1800 μm langer Laser, dessen Stegbreite über 200 μm hinweg auf 0.4 μm verringert wurde, zeigt Halbwertsbreiten von 5.2° in lateraler und 13.0° in transversaler Richtung. Damit sind die Fernfelder dieser Laser bedeutend kleiner als die bislang vorgestellter Laserdioden mit LOC. Die Geometrie der Taperstrukturen bestimmt, wie vollständig sich die Mode in den unteren Wellenleiterbereich ausbreiten kann und nimmt damit Einfluss auf die Laserfernfelder. Im CW-Modus durchgeführte Messungen an Lasern mit Taperstrukturen zeigen maximale Ausgangsleistung von 200 mW bevor die Laser in thermisches Überrollen übergehen. Bei einer Ausgangsleistung von 185 mW beträgt das Seitenmodenunterdrückungsverhältnis 33 dB. Im gepulsten Modus (50 ns Pulsdauer, 1MHz Wiederholungsrate) betriebene Laser zeigen hohe COD-Schwellen von mehreren hundert bis hin zu 1600 mW, die eine deutliche Abhängigkeit von der Endbreite der Taperstrukturen zeigen: Mit abnehmender Taperbreite ergibt sich eine starke Zunahme der COD-Schwelle. An einem 1800 μm langen Laser mit 200 μm langen Taperstrukturen die eine Endbreite von 0.3 μm aufweisen konnte eine COD-Schwelle von 1.6 W nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen, die ebenfalls longitudinal und lateral mono-modige DFB-Laser mit hohen Ausgangsleistungen zum Ziel haben, kann jedoch bei dem hier präsentierten Konzept aufgrund des Einsatzes von lateralen DFB-Gittern auf eine Unterbrechung des epitaktischen Wachstums verzichtet werden. Dies vereinfacht die Herstellung der Schichtstrukturen deutlich. Die hier vorgestellten Konzepte sind mit weiteren üblichen Vorgehensweisen zur Herstellung von Hochleistungslaserdioden, wie z.B. speziellen Facettenreinigungs- und Passivierungsverfahren oder Materialdurchmischung im Facettenbereich, kombinierbar. Zudem kann das hier am Beispiel des InGaAs/GaAs Materialsystems entwickelte Konzept auf alle zur Herstellung von Halbleiterlaserdioden üblichen Materialsysteme übertragen werden und eröffnet so eine völlig neue, material- und wellenlängenunabhängige Möglichkeit Abstrahlcharakteristik und Ausgangsleistung von Laserdioden zu optimieren.
Die Magnet-Resonanz (MR)-Bildgebung ist mit vielfältigen Anwendungen ein nicht mehr wegzudenkendes Instrument der klinischen Diagnostik geworden. Dennoch führt die stark limitierte Messzeit häufig zu einer Einschränkung der erzielbaren räumlichen Auflösung und Abdeckung, einer Beschränkung des Signal-zu-Rauschverhältnis (Signal-to-Noise Ratio) (SNR) sowie einer Signalkontamination durch benachbartes Gewebe. Bereits bestehende Methoden zur Reduktion der Akquisitionszeit sind die partielle Fourier (PF)-Bildgebung und die parallele Bildgebung (PPA). Diese unterscheiden sich zum einen im Schema zur Unterabtastung des k-Raums und zum anderen in der verwendeten Information zur Rekonstruktion der fehlenden k-Raum-Daten aufgrund der beschleunigten Akquisition. Während in der PPA die unterschiedlichen Sensitivitäten einer Mehrkanal-Empfangsspule zur Bildrekonstruktion verwendet werden, basiert die PF-Bildgebung auf der Annahme einer langsamen Variation der Bildphase. Im ersten Abschnitt dieser Arbeit wurde das Konzept der Virtuellen Spulendekonvolutions (Virtual Coil Deconvolution) (VIDE)-Technik vorgestellt, das das gleiche Schema der Unterabtastung des k-Raums wie die konventionelle PPA verwendet, aber anstelle der Spulensensitivität die Bildphase als zusätzliche Information zur Herstellung der fehlenden Daten der beschleunigten Bildgebung verwendet. Zur Minimierung der Rekonstruktionsfehler und der Rauschverstärkung in der VIDE-Technik wurde ein optimiertes Akquisitionsschema entwickelt. Die Kombination der PPA und PF-Bildgebung zur Beschleunigung der MR-Bildgebung wird durch das unterschiedliche Unterabtastschema erschwert. Wie Blaimer et al. in ihrer Arbeit gezeigt haben, kann das Prinzip der VIDE-Technik auf Mehrkanal-Spulen übertragen werden, sodass mit dieser Methode die PPA und die PF-Bildgebung optimal vereint werden können. Dadurch kann die Rauschverstärkung aufgrund der Spulengeometrie ohne zusätzliche Messungen deutlich reduziert werden. Obwohl die Abtastung des k-Raums in der MR-Bildgebung sehr variabel gestaltet werden kann, wird bis heute nahezu ausschließlich die regelmäßige k-Raum-Abtastung in der klinischen Bildgebung verwendet. Der Grund hierfür liegt, neben der schnellen Rekonstruktion und der einfachen Gestaltung der Variation des Bild-Kontrasts, in der Robustheit gegen Artefakte. Allerdings führt die regelmäßige k-Raum-Abtastung zu einer hohen Signalkontamination. Die Optimierung der SRF durch nachträgliches Filtern führt jedoch zu einem SNR-Verlust. Die dichtegewichtete (DW-) Bildgebung ermöglicht die Reduktion der Signal-Kontamination bei optimalem SNR, führt aber zur einer Reduktion des effektiven Gesichtsfelds (FOV) oder einer Erhöhung der Messzeit. Letzteres kann durch eine Kombination der PPA und DW-Bildgebung umgangen werden. Der zweite Teil dieser Arbeit befasste sich mit neuen Aufnahme- und Rekonstruktionsstrategien für die DW-Bildgebung, die eine Erhöhung des FOVs auch ohne Einsatz der PPA erlauben. Durch eine Limitierung der minimalen k-Raum-Abtastdichte konnte durch eine geringfügige Reduktion des SNR-Vorteils der DW-Bildgebung gegenüber der kartesischen, gefilterten Bildgebung eine deutliche Verringerung der Artefakte aufgrund der Unterabtastung in der DW-Bildgebung erreicht werden. Eine asymmetrische Abtastung kann unter der Voraussetzung einer homogenen Bildphase das Aliasing zusätzlich reduzieren. Durch die Rekonstruktion der DW-Daten mit der Virtuelle Spulendekonvolution für die effektive DW-Bildgebung (VIDED)-Bildgebung konnten die Artefakte aufgrund der Unterabtastung eliminiert werden. In der 3d-Bildgebung konnte durch Anwendung der modifizierten DW-Bildgebung eine Steigerung des FOVs in Schichtrichtung ohne Messzeitverlängerung erreicht werden. Die nicht-kartesische k-Raum-Abtastung führt im Fall einer Unterabtastung zu deutlich geringeren, inkohärenten Aliasingartefakten im Vergleich zur kartesischen Abtastung. Durch ein alternierendes DW-Abtastschema wurde eine an die in der MR-Mammografie verwendete Spulengeometrie angepasste k-Raum-Abtastung entwickelt, das bei gleicher Messzeit die räumliche Auflösung, das SNR und das FOV erhöht. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde die Verallgemeinerung der DW-Bildgebung auf signalgewichtete Sequenzen, d.h. Sequenzen mit Magnetisierungspräparation (Inversion Recovery (IR), Saturation Recovery (SR)) sowie Sequenzen mit einer Relaxation während der Datenaufnahme (Multi-Gradienten-Echo, Multi-Spin-Echo) vorgestellt, was eine Steigerung der Bildqualität bei optimalem SNR erlaubt. Die Methode wurde auf die SR-Sequenz angewendet und deren praktischer Nutzen wurde in der Herz-Perfusions-Bildgebung gezeigt. Durch die Verwendung der in dieser Arbeit vorgestellten Technik konnte eine Reduktion der Kontamination bei einem SNR-Gewinn von 16% im Vergleich zur konventionellen, kartesischen Abtastung bei gleicher Messzeit erreicht werden.
Optisch transparente und elektrisch leitfähige Funktionsschichten auf der Basis dotierter Metalloxid-Halbleiter spielen eine bedeutende Rolle als wärmestrahlungsreflektierende Schichten in der modernen Architektur. Über die im Material vorhandenen freien Ladungsträger wird eine kollektive Anregung im infraroten Spektralbereich ermöglicht, die zu einem Anstieg der Reflektivität der Metalloxidschicht führt. Dies geht einher mit einer Reduktion der Wärmeabstrahlung der Funktionsschicht. Die Motivation der vorliegenden Dissertation lag in der Herstellung, sowie in einer umfassenden Analyse der infrarot-optischen, elektrischen und strukturellen Charakteristika von nasschemisch abgeschiedenen Funktionsschichten auf Basis von Zinn-dotiertem Indiumoxid und Aluminium-dotiertem Zinkoxid. Die Prämisse war hierbei, dass die Funktionsschichten einen möglichst hohen Reflexionsgrad, respektive einen geringen thermischen Emissionsgrad im infraroten Spektralbereich aufweisen. Im Rahmen der Arbeit wurden deshalb vorrangig die Einflüsse der Sol-Parameter und der Art der Probenpräparation auf die infrarot-optischen Schichteigenschaften hin untersucht. Hierbei hat sich gezeigt, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, die Eigenschaften der Funktionsschichten im infraroten Spektralbereich zu beeinflussen. Dies kann einerseits bereits bei der Herstellung der Beschichtungslösungen über eine Variation von Parametern wie dem Grad der Dotierung bzw. der Konzentration des Sols erfolgen. Andererseits lassen sich gewünschte infrarot-optische Schichteigenschaften direkt über eine Anpassung der Kristallisationstemperaturen unter Zuhilfenahme geeigneter oxidierender und reduzierender Prozessgase einstellen. Im Verlauf der Optimierung der Probenpräparation konnte zudem gezeigt werden, dass eine Variation der Anzahl der Funktionsschichten und die damit verbundene Veränderung der Schichtdicke maßgebliche Einflüsse auf die infrarot-optischen Eigenschaften hat. Die umfassende optische Charakterisierung der optimierten Proben vom UV über den sichtbaren Spektralbereich bis hin zum IR ergab, dass der Gesamtemissionsgrad eines Glassubstrats durch die Aufbringung eines Mehrschichtsystems deutlich gesenkt werden kann, wobei sich die visuelle Transparenz nur geringfügig ändert. Im Falle des verwendeten Indium-Zinn-Oxids genügt eine vierfache Beschichtung mit einer Dicke von rund 450 nm, um den Emissionsgrad von unbeschichtetem Glas (0.89) auf unter 0.20 zu senken, wobei die visuelle Transparenz mit 0.85 nur um rund 6 % abnimmt. Bei Aluminium-Zink-Oxid ergibt sich ein Optimum mit einer rund 1 µm dicken Beschichtung, bestehend aus 11 Einzelschichten, die den Emissionsgrad der Oberfläche auf unter 0.40 senkt. Die optische Transparenz liegt hierbei mit 0.88 nur geringfügig unter dem unbeschichteten Glas mit einem Wert von 0.91. Neben der ausführlichen Charakterisierung der Einflüsse auf die IR-optischen Schichteigenschaften lag der Fokus der Arbeit auf der Analyse der strukturellen und elektrischen Eigenschaften der optimierten Proben. Mittels REM- und AFM-Aufnahmen konnten Einblicke in die Schichtstruktur und Oberflächenbeschaffenheit der erzeugten Funktionsschichten gewonnen werden. Es hat sich gezeigt, dass bedingt durch dicht beieinanderliegende Kristallite eine geringe Porosität innerhalb der Funktionsschicht entsteht, wodurch eine relativ hohe elektrische Leitfähigkeit gewährleistet ist. Dabei resultiert eine homogene Oberflächenstruktur mit einer geringen Oberflächenrauheit. Die Homogenität der Funktionsschichten, speziell im Hinblick auf eine gleichmäßige Verteilung der maßgeblichen Atome, wurde mit Hilfe von SNMS- Messungen und einem EDX-Element-Mapping verifiziert. Mit Hilfe der Analyse des spezifischen Widerstands der optimierten Funktionsschichten konnte ein Zusammenhang zwischen den infrarot-optischen und elektrischen Schichteigenschaften über die Hagen-Rubens Relation erarbeitet werden. Darüber hinaus wurden an den besten, infrarot-optisch optimierten Proben charakteristische Parameter wie die Bandlückenenergie, die Ladungsträgerdichte und die Ladungsträgerbeweglichkeit ermittelt. Über die Ladungsträgerdichte war es zudem möglich, die spektrale Lage der Plasmawellenlänge zu bestimmen. Basierend auf den ermittelten Werten der optimierten Metalloxidschichten im Bereich der elektronischen Charakterisierung konnte eine Korrelation der infrarot-optischen und elektrischen Schichteigenschaften anhand charakteristischer Punkte im Spektrum der Funktionsschichten erarbeitet werden. Abschließend wurde der Verlauf des spektralen Reflexionsgrads theoretisch modelliert und über eine Parametervariation an den tatsächlich gemessenen Reflexionsgrad der infrarot-optisch optimierten Proben angefittet. Hierbei zeigte sich eine gute Übereinstimmung der in den physikalischen Grundlagen der vorliegenden Arbeit getroffenen Annahmen mit den experimentell ermittelten Werten.
Diffusionstensorbildgebung im Vergleich zu anderen Parametermethoden für die Infarktcharakterisierung Ziel dieses Teils der Arbeit war die Klärung der Frage, welches Potential verschiedene MR-Parametersequenzen bei der Charakterisierung eines myokardialen Infarkts sowohl im akuten als auch im chronischen Fall haben. Dazu wurde eine Studie mit akut und chronisch infarzierten Rattenherzen durchgeführt. Untersucht wurden die Parameter T1, T2 und T2* sowie die aus der Diffusionstensorbildgebung berechneten Parameter ADC, FA, cs, cp und cl . Es zeigte sich, dass es kein Analogon zum bei einer cerebralen Ischämie bekannten Mismatch-Konzept gibt. Weder im akuten noch im chronischen war Fall eine ausgewiesene Differenz im diagnostizierten Infarktareal zwischen verschiedenen Sequenzen feststellbar. Alles in allem eignen sich zur detaillierten Charakterisierung der Infarktnarbe am besten eine T2*- oder eine Diffusionstensorsequenz. Die T2*-Sequenz liefert optisch das aufschlussreichere Bild, die aufwendigere Diffusionstensorsequenz dagegen bietet aufgrund der vielfachen Darstellungsmöglichkeiten im Postprocessing ein Mehr an Information und zeigt dazu eine Veränderung der Narbe im Zeitverlauf. Oxygenierungsmessung am Mäuseherz in vivo Die Charakterisierung einer Infarktnarbe kann auch über die Darstellung morphologischer Strukturen hinaus erfolgen. Die Oxygenierung ist ein komplexer Parameter, der funktionelle Auskunft über die Vaskularisierung und Viabilität des Gewebes geben kann. Zugang zu diesem Parameter erhält man über T2*-Messungen, da der Parameter T2* sensitiv auf chemisch gebundenen Sauerstoff reagiert. Hier wurden der Einfluss von reiner Sauerstoffatmung im Gegensatz zu normaler Raumluftatmung auf die Oxygenierung bei gesunden und infarzierten Mäusen untersucht. Die Messungen wurden trotz der Schwierigkeiten, die durch die Bewegung durch Atmung und Herzschlag entstehen, in vivo bei 17,6 Tesla implementiert und durchgeführt. Die Auflösung war ausreichend, um auch nach Infarkt extrem ausgedünnte Myokardwände gut auflösen und charakterisieren zu können. Der Effekt auf das Oxygenierungslevel ist stark unterschiedlich zwischen normalen und infarzierten Herzen, woraus auf eine noch nicht weit fortgeschrittene Revaskularisierung der Narbe eine Woche nach Infarzierung geschlossen werden kann. Die Methode wurde darüber hinaus an einem 7,0 Tesla-Magneten zur Verwendung an Ratten implementiert und auf das im Gegensatz zur Maus veränderte Atmungsverhalten der Ratte angepasst. Zum einen kann dadurch der Einfluss des hohen Magnetfeldes auf die Oxygenierungsmessung untersucht werden, zum anderen ist das Herz als zu untersuchendes Objekt bei der Ratte größer. Diffusionswichtung mittels Hole-Burning Die in dieser Arbeit zur Charakterisierung des Herzens verwendete Diffusionsmethode kann im Grenzfall von kurzen T2-Relaxationszeiten an ihre Grenzen stoßen: Bei den verwendeten starken Magnetfeldern klingt das messbare Signal aufgrund der Relaxationszeit T2 oft sehr schnell ab. Daher wurde eine Methode entwickelt, die einen völlig neuen Ansatz zur diffusionsgewichteten Bildgebung verfolgt, bei dem die Informationen über die Diffusion unabhängig von der limitierenden T2-Zeit gewonnen werden können. Die sog. Hole-Burning-Diffusionssequenz verwendet in einem Vorexperiment lediglich die Longitudinalmagnetisierung zur Diffusionswichtung. Das Signal wird dann mit einer schnellen Auslesesequenz akquiriert. Bei der Präparation werden zunächst auf Subvoxel-Niveau Streifen "gebrannt", d.h. die Magnetisierung wird dort gesättigt. Bis zur nächsten Sättigung ist das Verhalten der Magnetisierung abhängig von der T1-Relaxation in diesem Bereich und vom Diffusionsverhalten. Durch rasches Wiederholen des selektiven Pulszugs wird schließlich eine Gleichgewichtsmagnetisierung erreicht, die von der Diffusionskonstanten D und der T1-Relaxationszeit abhängt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Abhängigkeiten verschiedener Sequenzparameter untersucht und diese mittels Simulationen optimiert. Außerdem wurde die Sequenz an einem Scanner implementiert und erste Experimente damit durchgeführt. Mit Hilfe von Simulationen konnten dazu Lookup-Tabellen generiert werden, mit denen in bestimmten Bereichen (insbesondere bei nicht zu kurzen T1-Relaxationszeiten) sowohl die Diffusionskonstante D als auch die T1-Relaxationszeit quantifiziert werden konnte.
In dieser Arbeit habe ich mich hauptsächlich mit der optischen Spektroskopie im sichtbaren bis nahinfraroten Bereich an Akzeptoren für organische bulk-heterojunction Polymer-Fulleren Solarzellen beschäftigt. Dabei führte ich sowohl Untersuchungen an reinen Fullerenproben als auch Gemischen dieser mit Polymeren durch. Ergänzend sind Messungen zur Morphologie, den Spinzuständen und der Solarzellenleistung erfolgt. Erreicht werden sollte, die generelle Eignung neuartiger Akzeptoren für organische Solarzellen festzustellen, die photoinduzierten spektroskopischen Signaturen von optisch angeregten Anionen auf Fullerenen verschiedener Größe zu finden und zu interpretieren sowie zum Abschluss die Abläufe der Ladungsträgergeneration in Polymer:Lu3N@C80 Solarzellen nachzuvollziehen und dadurch die Ursache der vergleichsweise geringen Stromdichte in diesen Zellen zu verstehen, die 25 % geringer ist als in P3HT:PC60BM Solarzellen. Die Ergebnisse sind, dass C70-C70 Dimer Fullerene sehr gute Akzeptoren darstellen, die neben einer etwas besseren Absorption als C60 basierte Akzeptoren im Bereich um 500 nm sehr gute Fähigkeiten als Elektronenakzeptoren zeigen. Die Messung an Fullerenen verschiedener Größe, um Anionensignaturen zu finden, hat deutliche Signaturen für C60- bei 1.18 eV und für C70- bei 0.92 eV erbracht. Weniger einfach zu finden und interpretieren sind die Signaturen von C80- und C84-. Aufgrund der geringen Signalstärke sowie spezieller Eigenheiten der zur Verfügung stehenden Fullerene konnte ich nur einen ungefähren Bereich von 0.7~eV bis 0.4~eV für die Anionensignaturen abschätzen. Allerdings zeigt sich für alle Fullerene eine Rotverschiebung der Anionensignaturen hin zu niedrigeren Energien mit steigender Zahl der Kohlenstoffatome pro Fulleren. Die umfangreichste Untersuchung habe ich an dem Molekül Lu3N@C80 in seiner Funktion als Elektronenakzeptor in P3HT:Lu3N@C80 Solarzellen gemacht. Während das Molekül in Kombination mit P3HT eine hohe Leerlaufspannung von 835 mV erzeugt, ergeben diese Zellen geringere Stromdichten. Mein Ziel war es, die Prozesse zu identifizieren und zu verstehen, die dafür verantwortlich zeichnen. Aus der Kombination verschiedener Messmethoden, ergänzt mit generellen Erkenntnissen zu endohedralen Fullerenen aus der Literatur, ließ es zu, einen intramolekularen Elektronentransfer von den Lutetiumatomen innerhalb des C80 auf das Fulleren als Ursache zu identifizieren. Die in dieser Arbeit gewonnenen Daten liefern weitere Indizien, dass die Verwendung von C70 basierten Fullerenen eine gute Option zur Verbesserung des Wirkungsgrads von organischen Solarzellen sein kann, trotz der höheren Herstellungskosten. Die gefundenen Anionensignaturen auf den Fullerenen bieten einen weiteren Ansatz, die Anregungsabläufe in verschiedenen bulk-heterojunctions über spektroskopische Messungen nachzuvollziehen. Abschließend habe ich mit meinen Messungen an Lu3N@C80 einen generell zu beachtenden Effekt aufgezeigt, der bei der zukünftigen Synthese funktionaler Akzeptoren ähnlicher Art berücksichtigt werden sollte, um eine optimale Leistungsfähigkeit solcher Moleküle zu gewährleisten. Während die Projekte über die Dimer Akzeptoren und das Lu3N@C80 Molekül abgeschlossen wurden, sind bei der Untersuchung der Anionen, speziell auf großen Fullerenen, noch Fragen offen, und es wären zusätzliche Nachweise wünschenswert. Dies könnte mit spinsensitiven und zeitaufgelösten Messmethoden, die am Lehrstuhl vorhanden sind, an den hier schon vorgestellten Materialien erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit wäre es zu versuchen, PC81$BM zu bekommen und dies zu untersuchen, auch in Gemischen mit noch mehr verschiedenen Polymeren mittels photoinduzierter Absorption.
Ein Ziel der Arbeit war die Entwicklung spektral monomodiger DFB-Lasern im Wellenlängenbereich von 3,0-3,4µm. Diese sollten auf spezielle Anwendungen in der Absorptionsspektroskopie an Kohlenwasserstoffen gezielt angepasst werden. Hierfür wurden zwei auf GaSb-Material basierende Lasertypen untersucht - Interbandkaskadenlaser (ICL) und Diodenlaser mit quinären AlGaInAsSb-Barrieren- und Wellenleiter-Schichten. Für das ICL-Material wurde ein DFB-Prozess basierend auf vertikalen Seitengittern entwickelt. Dieser Ansatz ermöglichte monomodigen Laserbetrieb bei Realisierung der Laser mit Kopplungsgitter in nur einem Ätzschritt und ohne epitaktischen Überwachstumsschritt. Maximal mögliche Betriebstemperaturen von ~0°C für die auf dem verfügbaren epitaktischen Material entwickelten Laser wurden bestimmt. Eine Diskussion der thermischen Eigenschaften der Laser deckte Gründe für die Limitierung der Betriebstemperatur auf. Möglichkeiten zur Optimierung der Leistungsfähigkeit und Steigerung der Betriebstemperatur beim ICL-Ansatz wurden hierauf basierend vorgestellt. Als kritischster Parameter wurde hier die epitaxiebestimmte Temperaturstabilität der Laserschwelle ausgemacht. Weitere Entwicklungen umfassten die Herstellung von DFB-Lasern mit dem erwähnten Diodenlasermaterial mit quinären Barrieren. Es kam eine Prozessierung der Bauteile ohne Überwachstum unter Verwendung von lateralen Metallgittern zur Modenselektion zum Einsatz. Die Bestimmung optischer Parameter zur Entwicklung von Lasern mit guter DFB-Ausbeute wurde für das Epitaxiematerial mit quinären Barrieren >3,0µm von Wellenleiter-Simulationen unterstützt. Die Definition der Gitterstrukturen wurde auf niedrige Absorptionsverluste optimiert. So hergestellte Laser zeigten exzellente Eigenschaften mit maximalen Betriebstemperaturen im Dauerstrichbetrieb von >50°C und spektral monomodiger Emission um 2,95µm mit Seitenmodenunterdrückungen (SMSR) bis 50dB. Diesem Konzept entsprechend wurden DFB-Laser speziell für die Acetylen-Detektion bei Wellenlängen von 3,03µm und 3,06µm entwickelt. Die für ~3,0µm entwickelte und erfolgreich angewendete DFB-Prozessierung wurde daraufhin auf den Wellenlängenbereich bis 3,4µm angepasst. Ein Prozesslauf mit verbesserter Wärmeabfuhr, ohne die Verwendung eines Polymers, wurde entwickelt. Es konnten DFB-Laser hergestellt werden, die fast den gesamten Wellenlängenbereich von 3,3-3,4µm abdeckten. Maximale Betriebstemperaturen dieser Laser lagen bei >20°C in Dauerstrichbetrieb bei ausgezeichneten spektralen Eigenschaften (SMSR 45dB). Spezielle Bauteile im Bereich 3,34-3,38µm, u.a. für die Detektion von Methan, Ethan und Propan, wurden entwickelt. Die in dieser Arbeit auf Diodenlasermaterial mit quinären Barrieren entwickelten DFB-Laser definieren für den gesamten Wellenlängenbereich von 2,8-3,4µm den aktuellen Stand der Technik für monomodige Laseremission durch direkte strahlende Übergänge. Sie stellen außerdem für den Wellenlängenbereich von 3,02-3,41µm die einzigen veröffentlichten DFB-Laser in cw-Betrieb bei Raumtemperatur dar. Eine maximale monomodige Emissionswellenlänge für Diodenlaser von 3412,1nm wurde erreicht. Ein weiteres Ziel der Arbeit war die Entwicklung weit abstimmbarer Laser von 3,3-3,4µm zur Ermöglichung erweiterter Anwendungen in der Kohlenwasserstoff-Gassensorik. Hierfür wurde ein Konzept zweisegmentiger Laser mit binären, überlagerten Gittern verwendet. Für diese sogenannten BSG-Laser konnte durch Simulationen unterstützt der Einfluss des kritischen Parameters der Phase der Bragg-Moden an den Facetten untersucht werden. Ein dementsprechend phasenoptimiertes Design der Gitterstrukturen wurde in den Segmenten der Laser angewendet. Simulationen des Durchstimmverhaltens der Laser wurden diskutiert und Einschätzungen über das reale Verhalten in hergestellten Bauteilen gegeben. Die entwickelten Laser wiesen Emission in bis zu vier ansteuerbaren, monomodigen Wellenlängenkanälen auf. Sie zeigten ein den Simulationen entsprechendes, sehr gutes Durchstimmverhalten in den Kanälen (bis zu ~30nm). Die Entwicklung eines bestimmten Lasers in dieser Arbeit war speziell auf die industrielle Anwendung in einem Sensorsystem mit monomodigen Emissionen um 3333nm und 3357nm ausgelegt. Für diese Wellenlängenkanäle wurden spektrale Messungen mit hohem Dynamikbereich gemacht. Mit SMSR bis 45dB war eine hervorragende Anwendbarkeit in einem Sensorsystem gewährleistet. Der Aufbau mit nur zwei Lasersegmenten garantiert eine einfache Ansteuerung ohne komplexe Elektronik. Die in dieser Arbeit entwickelten weit abstimmbaren Laser stellen die bisher langwelligsten, monolithisch hergestellten, weit abstimmbaren Laser dar. Sie sind außerdem die bislang einzigen zweisegmentigen BSG-Laser, die in durch simultane Stromveränderung durchstimmbaren Wellenlängenkanälen ein Abstimmverhalten mit konstant hoher Seitenmodenunterdrückung und ohne Modensprünge zeigen.
Ziel dieser Arbeit war die Herstellung individuell formbarer Strukturen mittels des 3D-Pulverdrucks auf Basis von bei Raumtemperatur hydraulisch abbindenden Knochenzementpulvern. Neben der Entwicklung neuartiger Zementformulierungen auf Basis von Magnesiumphosphaten war vor allem die gleichzeitige Ausstattung der Werkstoffe mit temperaturlabilen und bioaktiven Verbindungen ein wichtiger Entwicklungsschritt. Die Lokalisation der Wirkstoffe korreliert dabei mit entsprechenden Farbinformationen im Design der Konstrukte, die durch einen Mehrfarbendrucker physikalisch abgebildet werden. Das auf Calciumphosphat basierende System hat den Nachteil, dass die Abbindereaktion bei stark sauren pH-Werten abläuft, was negative Auswirkungen auf die gleichzeitige Ausstattung mit sensitiven Wirkstoffen hat. Zur Lösung dieser Problematik wurde ein neues Knochenzementpulver auf Magnesiumphosphatbasis entwickelt, welches unter neutralen pH-Bedingungen mit ammoniumhaltigem Binder zu dem Mineral Struvit abbindet. Das Zementpulver aus Trimagnesiumphosphat wurde bezüglich der pulvertechnologischen Eigenschaften, wie Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Glättungseigenschaften und Schüttdichte sowie hinsichtlich des Abbindeverhaltens charakterisiert und für den Druckprozess optimiert. Die hohe Strukturgenauigkeit ermöglichte die Darstellung von makroporösen Strukturen mit einem minimalen Porendurchmesser von ca. 200 µm. Gute mechanische Kennwerte der gedruckten Strukturen, sowie eine hohe Umsetzungsrate zur gewünschten Phase Struvit wurden durch eine Nachhärtung in Ammoniumphosphatlösung erhalten. Die Druckfestigkeit betrug > 20 MPa und der Phasenanteil von Struvit konnte auf insgesamt 54 % gesteigert werden. Die Darstellung von wirkstoffmodifizierten Calciumphosphat- und Magnesiumphosphatstrukturen durch Verwendung eines Mehrfarbendruckers wurde beginnend vom Design der Strukturen bis hin zur experimentellen Bestimmung der Korrelation von Farbinformation und Binderapplikation etabliert. Zur Sicherstellung einer hohen Druckqualität und der Ortsständigkeit gedruckter Wirkstoffe erwies sich eine zusätzliche Modifikation des Tricalciumphosphatpulvers mit quellfähigen Polymeren (Hydroxypropylmethyl-cellulose (HPMC) bzw. Chitosan) als erfolgreich. Eine maximale Auflösung von ca. 400 µm konnte für eine HPMC/Chitosan/Calciumphosphat-Variante erreicht werden, während das hochreaktive Magnesiumphosphat/Magnesiumoxid-System eine Auflösung von 480 µm aufwies. Die Ortsständigkeit eingebrachter Lösungen war Voraussetzung für die Steuerung der Freisetzungskinetik. Das Freisetzungsverhalten in vitro wurde in Abhängigkeit von der Wirkstofflokalisation (homogen, Depot, Gradient) innerhalb der Matrix und unter Einbringung zusätzlicher polymerer Diffusionsbarrieren für den Wirkstoff Vancomycin untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Modifikation der Matrices mit Polymeren zu einer verzögerten Freisetzung führte. Die lokale Wirkstoffmodifikation der Matrices in Form eines Depots oder Gradienten hatte Einfluss auf die Freisetzungskinetik, wobei eine lineare Freisetzung mit der Zeit (Kinetik 0. Ordnung) erreicht werden konnte. Die applizierten Wirkstoffe umfassten sowohl niedermolekulare Verbindungen, wie etwa das Antibiotikum Vancomycin oder das Polysaccharid Heparin, als auch proteinbasierte Faktoren wie den Knochenwachstumsfaktor rhBMP-2. Beurteilt wurde die pharmakologische Wirksamkeit der Verbindungen nach dem Druck, sowie nach der Freisetzung aus einer Calciumphosphatmatrix für den Wirkstoff Vancomycin. Es konnte belegt werden, dass die biologische Aktivität nach dem Druckprozess zu über 80 % erhalten blieb. Limitierend war der stark saure pH-Wert bei bruschitbasierten Systemen, der zu einer Inaktivierung des Proteins führte. Diesem Problem könnte durch die Nutzung des neutral abbindenden Magnesiumphosphatsystems entgegengewirkt werden. Abschließend erfolgten eine mikrostrukturelle Charakterisierung der Calciumphosphat- und Magnesiumphosphatmatrices mittels µ-CT-Analyse und Heliumpyknometrie, sowie eine quantitative Phasenanalyse nach Rietveld. Experimentell konnte nachgewiesen werden, dass mit Hilfe des 3D-Pulverdruck die Darstellung von Makroporen > 200 µm möglich ist. Die Analyse der Phasenzusammensetzung ergab, dass die Umsetzungsrate von Tricalciumphosphat und Trimagnesiumphosphat zu den gewünschten Phasen Bruschit und Struvit infolge des Nachhärtungsprozesses signifikant gesteigert werden konnte. Im Zuge dessen nahm die Porosität der gedruckten Matrices der Phase Struvit von 58 % auf 26 % und der Phase Bruschit von 47 % auf 38 % ab.
Der große Fortschritt der Halbleitertechnologie ermöglichte es in den letzten Jahren quantenoptische Phänomene nicht mehr nur ausschließlich an Atomen, sondern auch in einer Festkörpermatrix zu beobachten. Von besonderem Interesse sind dabei Phänomene der Licht-Materie-Wechselwirkung im Kontext der Quantenelektrodynamik in Kavitäten. Die äußerst aktive Forschung auf diesem Gebiet rührt daher, dass diese Phänomene bei der Realisierung neuartiger Lichtquellen für die Quanteninformationstechnologie benötigt werden. Die Verwirklichung von solchen speziellen Lichtquellen auf Halbleiterbasis besitzt entscheidende Vorteile im Hinblick auf die praktische Anwendbarkeit aufgrund der potentiell hohen Skalierbarkeit und Effizienz. Jedoch kann die erforderliche Licht-Materie-Wechselwirkung nur in qualitativ sehr hochwertigen Halbleiterstrukturen mit quasi nulldimensionalem Ladungsträger- und Lichteinschluss erfolgen. Hierbei wurden in den letzten Jahren enorme technologische Fortschritte bei der Prozessierung von Mikrokavitäten mit Quantenpunkten in der aktiven Schicht sowie bei der Beobachtung der gewünschten Licht-Materie-Wechselwirkung erzielt. Allerdings erfolgten diese Untersuchungen in erster Linie an optisch mithilfe eines externen Lasers angeregten Strukturen, wohingegen für die Praxis ein elektrischer Betrieb wünschenswert ist. Die für die elektrische Anregung von solchen Mikrostrukturen notwendige Kontaktierung kann darüber hinaus zur effizienten Manipulation der Emissionseigenschaften der Quantenemitter mittels eines elektrischen Feldes eingesetzt werden. Vor diesem Hintergrund werden im Rahmen dieser Arbeit die optischen und elektrischen Eigenschaften von kontaktierten Quantenpunkt-Mikrosäulenkavitäten eingehend untersucht. Ausgangspunkt dieser Mikrokavitäten sind planare Schichtstrukturen auf der Basis von GaAs und AlAs mit InGaAs-Quantenpunkten mit variierendem Indiumgehalt in der aktiven Schicht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag hierbei auf vertikal elektrisch kontaktierten Mikrosäulenresonatoren, deren Aufbau vertikal emittierenden Laserdioden ähnelt. Die Besonderheit der neuartigen Kontaktierung liegt darin, dass aufgrund der Strominjektion durch die Seitenwände im oberen Bereich des Mikrosäulenresonators die Facette der Struktur frei von jeglichem absorbierenden Material gehalten wird. Hierdurch kann eine effiziente Lichtauskopplung gewährleistet werden. Des Weiteren wurde auch ein Verfahren zur seitlichen Kontaktierung von undotierten Mikrosäulenresonatoren entwickelt und optimiert, was eine spezielle Manipulation der Quantenpunktemission in einem lateralen elektrischen Feld erlaubt. Als Untersuchungsmethode wird bei allen Experimenten in erster Linie die Mikrolumineszenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen verwendet und durch die Methode der Photostromspektroskopie sowie Autokorrelationsmessungen erster und zweiter Ordnung ergänzt ...
Das Ziel dieser Arbeit war es, Methoden und Techniken für die morphologische und funktionelle Bildgebung der menschlichen Lunge mittels Kernspintomographie bei Feldstärken von 0,2 Tesla und 1,5 Tesla zu entwickeln und zu optimieren. Bei 0,2 Tesla wurde mittels der gemessenen Relaxationszeiten T1 und T2* eine 2D und eine 3D FLASH Sequenz zur Untersuchung der Lungenmorphologie optimiert. Sauerstoffgestützte Messungen der Relaxationszeiten T1 und T2* sowie eine SpinLabeling Sequenz liefern funktionelle Informationen über den Sauerstofftransfer und die Perfusion der Lungen. Bei 1,5 Tesla wurde die Lungenperfusion mittels MR-Kontrastmittel mit einer 2D und einer 3D Sequenz unter Verwendung der Präbolus Technik quantifiziert. Zudem wurden zwei MR-Navigationstechniken entwickelt, die es ermöglichen Lungenuntersuchungen unter freier Atmung durchzuführen und aus den Daten artefaktfreie Bilder zu rekonstruieren. Diese Techniken können in verschiedenste Sequenzen für die Lungenbildgebung implementiert werden, ohne dass die Messzeit dadurch signifikant verlängert wird.
In dieser Habilitationsschrift wird das Gesamtgebiet des Wärmetransports in dispersen Medien untersucht, kompakt, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, jedoch mit Schwerpunkt auf Strahlungstransport in nicht-transparenten Medien; hier sind es bevorzugt hochporöse Substanzen, die aus Festkörperteilchen bestehen. Die Ergebnisse lassen sich auf andere disperse nicht-transparente Medien wie dichte Gasatmosphären oder einige Zweiphasengemische übertragen, wenn Nicht-Strahlungsanteile und Gesamt-Energieerhaltung korrekt formuliert werden. Die vorliegenden Untersuchungen konzentrieren sich auf stationäre Randbedingungen und Strahlungsquellen. Die Motivation zu dieser Arbeit ist mindestens zweifach: Die Trennung des totalen Wärmestroms in seine Komponenten, in irgendeinem kontinuierlichen oder dispersen Medium, ist eines der herausfordernden, gleichzeitig schwierigsten physikalischen Probleme bei der Analyse des Wärmetransports; zum zweiten ist es für die Verringerung von Wärmeverlusten (z. B. in thermischen Isolierungen) dringend erforderlich, die einzelnen Komponenten der Wärmeverlustströme zu kennen, um sie einzeln zu minimieren (das geht offensichtlich nur, wenn man den totalen Wärmstrom in seine Komponenten zerlegen kann). Die Trennung kann erfolgreich sein, wenn die optische Dicke des untersuchten Mediums sehr groß ist (das Medium ist dann nicht-transparent). In dieser idealen, in der Energietechnik jedoch häufig auftretenden Situation (und nicht nur dort), liefert das Strahlungsdiffusionsmodell den korrekten Ansatz zur Beschreibung des Strahlungsanteils und dessen Temperaturabhängigkeit. Wegen Energieerhaltung und mit der additiven Näherung erlaubt dieses Ergebnis umgekehrt die Berechnung auch der Nichtstrahlungsanteile im totalen Wärmestrom; diese sind demnach alle gleichzeitig in kalorimetrischen Messungen zugänglich. Damit wird nachfolgende separate Analyse dieser Komponenten mittels geeigneter theoretischer Modelle möglich. Da das Temperaturprofil im Medium alle Wärmestromkomponenten zum totalen Wärmestrom miteinander koppelt, ist für diesen Ansatz die Kenntnis der Temperaturabhängigkeit auch aller Nicht-Strahlungsanteile erforderlich. Neben der kalorimetrischen Methode kann die Bestimmung der Extinktion des dispersen Mediums und hiermit des Strahlungstransports auch mittels Spektroskopie sowie Berechnung nach der strengen Mie-Theorie der Lichtstreuung und mit dem Rosseland-Mittelwert vorgenommen werden. Dadurch wird ein Vergleich möglich zwischen Ergebnissen, die mittels drei voneinander völlig unabhängiger Methoden, nämlich kalorimetrisch, spektroskopisch und analytisch/numerisch erzielt wurden. Die Ergebnisse stimmen überein, wenn das Medium nicht-transparent ist; dieser Nachweis wird in der vorliegenden Habilitationsschrift geführt. Im ersten Teil der Habilitationsschrift wird in breit angelegtem Review die Fachliteratur zum Strahlungstransport bis zum Jahr 1985 diskutiert und Methoden zur Lösung der Strahlungstransportgleichung auch im Fall stark anisotroper Streuung beschrieben. Wegen der Forderung nach Energieerhaltung und mit dem oben genannten Ziel, auch die Nicht-Strahlungskomponenten zu analysieren, muß diese Diskussion die theoretischen Aspekte auch dieser Anteile (hier Gas- und Festkörperkontakt-Wärmetransport) einschließen. Den Schluß des ersten Teils bildet ein Katalog offener Fragen, die im zweiten Teil der Habilitationsschrift angegangen werden. Dort werden mittels experimenteller und analytisch/numerischer Ergebnisse das Strahlungsdiffusionsmodell und seine Anwendbarkeit auf disperse nicht-transparente Medien bestätigt. Die Analysen sind gerichtet auf reine oder mit Infrarot-Trübungsmitteln dotierte Pulver und Faserpapiere; beide sind leicht zugängliche, wohl-definierte Testsubstanzen disperser Medien. Ein wichtiger Teil dieser Untersuchungen enthält Messungen ihrer Wärmeleitfähigkeit unter Vakuum und unter externer mechanischer Druckbelastung. Mit evakuierten, druckbelasteten Faserpapieren wurden Wärmeleitfähigkeiten erzielt, die zu den niedrigsten gehören, die bis 1985 an solchen Medien bei hohen Temperaturen gemessen wurden. Weiter sollen optimale Teilchendurchmesser gefunden werden, mit denen das Extinktionsvermögen solcher Schüttungen signifikant erhöht werden kann. Insbesondere ist eine exotische Vorhersage der Mie-Theorie zu prüfen, nach welcher die Extinktion perfekt elektrisch leitender, langer, extrem dünner Zylinder (unter 50 nm) um Größenordnungen über derjenigen herkömmlicher (nichtleitender) Pulver oder Fasern liegt; hierfür sind Materialproben herzustellen. In der Habilitationsschrift wird aufgezeigt, welcher Weg für diesen Nachweis beschritten werden muß (wenige Jahre nach Vorlage der Habilitationsschrift wurden Gustav Mies und Milton Kerkers Vorhersagen auf diesem Weg mit feinsten metallisierten Glasfasern und mit Nickelfasern in Veröffentlichungen des Autors gemeinsam mit J. Fricke, M. Arduini-Schuster, H.-P. Ebert, R. Caps, D. Büttner und A. Kreh erstmalig bestätigt).
Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit Hilfe von hochaufgelöster ARPES die Auswirkungen verschiedener intrinsischer und extrinsischer Einflüsse auf zweidimensionale elektronische Zustände untersucht: Eine Änderung der Morphologie aufgrund einer (2 × 1)-Rekonstruktion bewirkt beim OFZ von Au(110) im Vergleich zur nicht-rekonstruierten Oberfläche eine Verschiebung der Bindungsenergie von ca. 700meV. Dieses Verhalten wurde in LDA-slab-layer-Rechungen reproduziert und durch gezielte Modifikation der Oberflächenstruktur sowie kontrollierte Beeinflussung des OFZ durch die Adsorbate Ag, Na und Au verstanden. Eine Linienbreitenanalyse der sehr scharfen Minoritäts-QWS in dünnen Fe- Filmen auf W(110) ermöglichte eine Abschätzung der Elektron-Elektron- Wechselwirkung und eine Bestimmung der Elektron-Phonon-Kopplungskonstanten. Die starke Anisotropie der Dispersion der QWS ist des weiteren durch den Vergleich mit GGA-slab-layer-Rechnungen als intrinsische Eigenschaft dieser Zustände identifiziert worden. Mit Hilfe eines erweiterten PAM wurde zudem die k⊥-Dispersion des, den QWS zugrunde liegenden Volumenbandes, bestimmt. Die spinabhängigen Einflussfaktoren Spin-Orbit- und Austausch-Wechselwirkung sowie deren Kombination wurden am Beispiel des OFZ von dünnen Au-Filmen auf Ni(111), sowie an QWS in dünnen Ni-Filmen auf W(110) untersucht. Die in SPR-KKR-Photoemissionrechungen gefundene leichte Asymmetrie der spinaufgelösten Dispersion wurde in den spinintegrierten ARPESMessungen nicht beobachtet. Ab 9ML Au-Bedeckung konnte die Rashba- Aufspaltung des OFZ aufgelöst werden. Eine durch das W(110)-Substrat induzierte Rashba-Aufspaltung wurde bei sp-artigen QWS in dünnen Ni- Filmen beobachtet, welche jedoch mit weiteren Strukturen hybridisieren, was eine eindeutige Aussage über die tatsächliche Natur der Aufspaltung erschwert.
Das Wissen um die strukturellen und elektronischen Eigenschaften verborgener Metall-Organik-Grenzflächen ist entscheidend für die Optimierung und Verbesserung der Leistungsfähigkeit von auf organischen Halbleitern basierenden Bauteilen. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Delaminationskonzept für das Ultrahochvakuum (UHV) umgesetzt und optimiert, mit dessen Hilfe an Modellsystemen verborgene Grenzflächen für oberflächensensitive Methoden zugänglich gemacht und im Anschluss hinsichtlich ihrer elektronischen und topographischen Eigenschaften untersucht wurden. Die Erfahrungen und Ergebnisse dieser Arbeit stellen im Bezug auf Untersuchungen und die Optimierung von organischen Bauteilen und ihre verborgenen Grenzflächen einen neuartigen Zugang dar. Der erste Schwerpunkt der Arbeit befasste sich am Beispiel von verborgenen Metall/NTCDA- und Metall/ PTCDA-Grenzflächen mit der Frage, wie verborgene Grenzflächen erfolgreich für oberflächensensitive Methoden zugänglich gemacht werden können. Nach einer Eruierung eines Klebstoffs, dessen Eigenschaften den Anforderungen hinsichtlich der Festigkeit, Verarbeitung und UHV-Tauglichkeit genügt, konnte gezeigt werden, dass es mit ausreichender Sorgfalt möglich ist, einen unmittelbaren Zugang zu verborgenen Grenzflächen zu erhalten. Es konnten dabei Kontakte von ca. 10 × 15 mm2 Größe offengelegt werden. Dabei zeigte sich auch, dass der Klebstoff für die Qualität der Delamination eine entscheidende Rolle spielt. Auf der einen Seite bestimmt das Klebeverhalten des Klebstoffs die Größe der möglichen Delaminationsfläche, und auf der anderen Seite bestimmt seine chemische Zusammensetzung das Ausgas- und Diffusionsverhalten, welche Einfluss auf den Kontaminationsgrad der delaminierten Grenzflächen haben. Mit Hilfe von dickeren Metallschichten konnte erreicht werden, dass leichter zu verarbeitende Klebstoffe (Klebestreifen) für die Delamination verborgener Grenzflächen verwendet werden können. Auch konnte die gesamte Prozedur, eine verborgene Grenzfläche zu präparieren und zu delaminieren, erfolgreich in-situ im UHV durchgeführt werden. Als schwierig zeigte sich die thermische Desorption von Molekülschichten von delaminierten Metallkontakten. Bei der thermischen Ausdünnung (100-250_C) wird unweigerlich die Morphologie des darunter liegende Metallkontakts verändert. Zudem wurden Konzepte getestet, mit welchen PTCDA-Schichten von delaminierten Kontakten mittels Lösungsmitteln entfernt wurden, um im Anschluss daran die Kontakttopographie zu untersuchen. Es wird vermutet, dass der Einfluss der Lösungsmittel auf den delaminierten Kontakt zwar gegeben, jedoch gering ist. Im zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit konnten für verborgene Metall(Au,Ag)/PTCDA und Ag/NTCDA-Grenzflächen nach ihrer Delamination einige Gemeinsamkeiten festgestellt werden: Nach der Delamination der Top-Kontakte befinden sich auf den Metallkontakten inhomogene Molekülschichten. Dabei waren auf den PTCDA-bedeckten Kontakten dickere Schichten (4-5 ML PTCDA auf Ag-Kontakt) und auf den NTCDA-bedeckten Kontakten große Bereiche von mindestens 2 mm im Durchmesser mit Monolagen vorhanden. Auch topographisch zeigten sich Gemeinsamkeiten. So wiesen die mit Molekülmultilagen bedeckten Bereiche glatte Oberflächen auf, während die Metalloberflächen selbst zerklüftete, mäanderartige und raue Oberflächen aufwiesen. Eine weitere Gemeinsamkeit war, dass der Klebstoff die PE-spektroskopische Untersuchung der Valenzzustände erheblich erschwerte. Des Weiteren konnte die Molekülschicht zwar thermisch ausgedünnt werden, jedoch konnten danach keine Valenzzustände untersucht werden. Als letzter gemeinsamer Gesichtspunkt waren topographische Einflüsse des Klebstoffs, welcher durch seine mikro- wie makroskopischen thermischen Verformungen und Blasenbildung massiv die topographische Struktur des Kontakts verändert. Bei der Untersuchung von in-situ delaminierten verborgenen Grenzflächen stand zunächst die Metall(Au,Ag)/PTCDA-Grenzflächen im Fokus. Bei delaminierten Au/PTCDA-Kontakten war die offengelegte Grenzfläche nach der Delamination nicht intakt, und es fanden sich Löcher in der Metallschicht mit mehreren μm Durchmesser. Durch diese waren Bestandteile des Klebstoffs (VACSEAL) photoelektronenspektroskopisch und lichtmikroskopisch auf der verborgenen Grenzfläche zu sehen, die gerade in der UV-Photoelektronenspektroskopie (UPS) eine Untersuchung der Valenzzustände dünner PTCDA-Schichten besonders erschweren. Das HOMO der PTCDA-Multilage liegt bei delaminierten Au/PTCDA-Kontakten bei etwa 2,3eV. Die Untersuchung von Ag/PTCDA-Kontakten zeigte intakte Metallkontaktfilme nach der Delamination. Es konnte zudem die Molekülschicht thermisch bei 260_C auf 2-4 Monolagen erfolgreich ausgedünnt werden, so dass Valenzzustände untersucht werden konnten. Der Klebstoff erschwerte jedoch auch hier die Untersuchung. Aufgrund verbreiterter Spektren konnten die Lagen des HOMO und FLUMO des in-situ delaminierten und ausgedünnten Ag/PTCDA-Kontakts ungefähr bei 1,9 eV bzw. 0,7 eV bestimmt werden. Weiterhin wurden offengelegte Ag/NTCDA-Grenzflächen untersucht. Bei Ag/ NTCDAKontakten ist es gelungen, durch sukzessives Erhöhen der Metallschichtdicke den Einfluss des Klebstoffs zu minimieren bzw. gänzlich ohne diesen auszukommen. Bereits ab Silberschichtdicken von 2,5 μm können verborgene Grenzflächen mit geschickter Technik so delaminiert werden, dass sich Kontaktbereiche ohne Klebstoffanteile ergeben. Dabei wurde ein Drittel des Kontakts verklebt und die restlichen zwei Drittel standen nach der Delamination frei von Klebstoffbestandteilen für Untersuchungen zur Verfügung. Ein weiterer Erfolg bezüglich der Delamination war nicht nur, dass leichter zu verarbeitende Klebstoffe (Klebestreifen) verwendet werden konnten, sondern vor allem, dass es gelang, Ag/NTCDA-Kontakte zu delaminieren, deren Molekülschichtdicken im Monolagenbereich vorlagen. Damit konnte zum ersten Mal die direkte Molekül-Metall-Wechselwirkung an der verborgenen Grenzfläche untersucht werden, ohne dass der Kontakt für die Klebstoffaushärtung geheizt und die NTCDA-Schicht thermisch desorbiert werden musste. Das mit UPS ermittelte HOMO lag dabei bei 2,3 eV und das FLUMO bei 0,6 eV. Zudem wurde eine Austrittsarbeit von 4,9 eV ermittelt. Ferner konnte die Valenzstruktur eines vollständig in-situ präparierten und delaminierten Kontakts im UHV untersucht werden. Die Ergebnisse zeigten keinerlei Unterschiede zu den Kontakten, die für die Verklebung an Luft gebracht wurden. Ferner wurde ein Modell vorgestellt, mit dem erklärt werden kann, weshalb sich nach der Delamination nur einige wenige Moleküllagen auf dem Metallkontakt befinden. Bei den allgemeinen topographischen Untersuchungen ergab sich, dass die delaminierten Ag/NTCDA-Kontakte relativ rau mit einer RMS-Rauheit im Bereich von 18-24 nm und einer Skewness von 0,5 bis 1,5 waren. Ebenfalls wurden zwei Auffälligkeiten von delaminierten Ag/NTCDA-Kontakten untersucht: Die erste waren topographische Strukturen, die im Lichtmikroskop Löcher in der Metallschicht zu sein schienen. Diese erwiesen sich im Rasterkraftmikroskop (RKM) als lokal begrenzte Bereiche mit erhöhter Rauheit. Die zweite topographische Auffälligkeit waren Bereiche auf den delaminierten Ag/NTCDA-Kontakten, die im Lichtmikroskop als dunkle Flecken verschiedener Größe erschienen. Bei RKM-Untersuchungen konnten die dunklen Bereiche als NTCDA-Kristallite identifiziert werden, deren Dicke zwischen 500-600 nm lag. Zum Abschluss soll an dieser Stelle noch angemerkt werden, dass die Übertragung der Erfahrungen und Ergebnisse dieser Arbeit auf andere Systeme möglich ist. Das hier erfolgreich angewandte Delaminationskonzept besticht durch einfache Handhabung und Untersuchungsmöglichkeiten im UHV. Gerade im Hinblick auf eine vollständige in-situ Präparation und Delamination gibt es jedoch noch erhebliches Optimierungspotential, bis die Untersuchung von verborgenen Grenzflächen anderer Systeme, die besonders empfindlich gegenüber Umgebungsbedingungen sind, erfolgreich durchgeführt werden und zur Optimierung von "organischen" Bauteilen beitragen können.
In dieser Arbeit wurden methodenübergreifend die Adsorbatsysteme CuPc/Ag(111), CuPc/Au(111), CuPc/Cu(111), H2Pc/Ag(111) und TiOPc/Ag(111) untersucht und detailliert charakterisiert. Der Schwerpunkt der Experimente lag in der Bestimmung der lateralen geometrischen Strukturen mit hochauflösender Elektronenbeugung (SPA-LEED) und Rastertunnelmikroskopie (STM), sowie der Adsorptionshöhen mit der Methode der stehenden Röntgenwellenfeldern (NIXSW). Hochauflösende Elektronenenergieverlustspektroskopie (HREELS) wurde verwendet, um die vibronische Struktur und den dynamischen Ladungstransfer an der Grenzfläche zu charakterisieren. Die elektronische Struktur und der Ladungstransfer in die Moleküle wurde mit ultraviolett Photoelektronenspektroskopie (UPS) gemessen. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit betreffen den Zusammenhang zwischen Adsorbat-Substrat Wechselwirkung und der Adsorbat-Adsorbat Wechselwirkung von Phthalocyaninen im Submonolagenbereich.
Ein Teil dieser Arbeit bestand in der Entwicklung und Etablierung von Methoden zur nichtinvasiven Erfassung von radiobiologisch relevanten Parametern des Tumormikromilieus mit der Magnet-Resonanz-Tomographie. Dabei wurden die Tumorperfusion und die Reoxygenierung des Tumors bei Beatmung mit Carbogengas als strahlentherapeutisch prognostisch relevante und vor allem auch beeinflussbare Parameter des Tumors untersucht. Die Untersuchungen fanden an einem Xenograft Modell von neun verschiedenen standardisierten humanen Tumorlinien statt, die auf Oberschenkel von Mäusen transplantiert wurden. Als Teil eines multiinstitutionellen Verbundprojekts wurden parallel zu den NMR-Untersuchungen dieselben Tumorlinien mit verschiedenen Methoden der Histologie und Immunhistologie untersucht. Die Erhebung und Sammlung von einer solch großen Anzahl an Tumordaten, die mit den verschiedensten Untersuchungsmethoden an denselben Tumorlinien erfasst wurden bot eine einmalige Möglichkeit, die einzelnen Tumorparameter miteinander zu korrelieren. Durch die Vielzahl an hier untersuchten Tumorlinien waren aussagekräftige Korrelationen der erfassten Parameter (Perfusion, Reoxygenierung, Laktatverteilung, TCD50, Hypoxie, Blutgefäßdichte) möglich. Damit konnten die Zusammenhänge der einzelnen Parameter des Tumormikromilieus genauer untersucht werden, wodurch das Verständnis über die Vorgänge im Tumor weiter verbessert werden konnte. Mittels quantitativer Messung des oxygenierungssensitiven NMR-Parameters T2* wurde die individuelle Reaktion der Tumoren auf die Atmung von Carbogengas ortsaufgelöst erfasst. Dabei stellte sich die Reoxygenierung als sehr guter prognostischer Faktor für die Strahlentherapie heraus. Durch die Reoxygenierungsmessung kann somit festgestellt werden, ob ein Patient von einer Beatmung mit Carbogengas während der Strahlentherapie profitiert. Zur nichtinvasiven Erfassung der nativen Mikrozirkulation der Tumoren wurden Spin-Labeling-Techniken eingesetzt, die ortsaufgelöste Perfusionskarten über den NMR-Relaxationsparameter T1 liefern. Die Tumorperfusion wurde dabei nicht als Absolutwert berechnet, sondern als Relativwert bezüglich der Muskelperfusion angegeben, um unabhängig vom aktuellen Zustand des Herz-Kreislauf-System des Wirtstieres zu sein. Zwischen den einzelnen Tumorlinien konnten mit dieser Methode signifikante Unterschiede in der Tumormikrozirkulation festgestellt werden. Die Tumorperfusion liegt bei allen untersuchten Linien unter dem Wert der Muskelperfusion. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein Fitalgorithmus entworfen und implementiert, der es ermöglicht, völlig neue Messsequenzen zu entwickeln, die nicht an die Restriktionen der analytischen Fitmethoden gebunden sind. So können z.B. die Schaltzeitpunkte der Pulse zur Abtastung einer Relaxationskurve frei gewählt werden. Auch muss das Spinsystem nicht gegen einen Gleichgewichtswert laufen um die Relaxationszeiten bestimmen zu können. Dieser Algorithmus wurde in Simulationen mit dem Standardverfahren zur T1-Akquisition verglichen. Dabei erwies sich diese Fitmethode als stabiler als das Standardmessverfahren. Auch an realen Messungen an Phantomen und in vivo liefert der Algorithmus zuverlässig korrekte Werte. Die im ersten Teil dieser Arbeit entwickelten Verfahren zur nichtinvasiven Erfassung strahlentherapeutisch relevanter Parameter sollen letztlich in die klinische Situation auf den Menschen übertragen werden. Durch die geringere magnetische Feldstärke und das damit verbundene niedrigere SNR der klinischen Magnettomographen muss jedoch die Anzahl der Mittelungen erhöht werden, um die gleiche Qualität der Messdaten zu erhalten. Dies führt aber schnell zu sehr langen Messzeiten, die einem Patienten nicht zugemutet werden können. Um die Messzeit zu verkürzen wurde eine Messsequenz, aufbauend auf den erarbeiteten Fitalgorithmus entwickelt, die es ermöglicht, die T1- und T2*-Relaxationszeit simultan und in der Dauer einer herkömmlichen T1-Messequenz zu akquirieren. Neben der Messzeitverkürzung ist dieses Messverfahren weniger anfällig gegen Bewegungsartefakte, die bei der räumlichen Korrelation von einzeln nacheinander aufgenommenen T1- und T2*-Relaxationszeitkarten auftreten, da diese in einem Datensatz akquiriert wurden und somit exakt übereinander zu liegen kommen.
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die thermische Charakterisierung des Einflusses von ausfrierenden Füllgasen auf die Wärmeleitfähigkeit von Wärmedämmstoffen für kryogene Anwendungen am Beispiel von Kohlenstoffdioxid. Im Allgemeinen wird mit dem Wärmedämmmaterial der Wärmeverlust eines Gegenstandes herabgesetzt, der eine Temperaturdifferenz im Vergleich zur Umgebung aufweist. Um die Gesamtwärmeleitfähigkeit eines Dämmstoffes bei kryogenen Temperaturen, d.h. < 200 K, zu minimieren, wird das meist poröse Dämmmaterial in der Regel hinreichend evakuiert, um die Gaswärmeleitfähigkeit zu unterdrücken. Zur Evakuierung gibt es mehrere Möglichkeiten. Meist wird der Gasdruck durch Abpumpen der Füllgase abgesenkt. In dieser Arbeit wird jedoch das Evakuieren durch „Ausfrieren“ des Füllgases bei tiefen Temperaturen (Desublimations-Evakuierung) realisiert und untersucht. Die Problemstellung der vorliegenden Arbeit bestand zum einen in der experimentellen Untersuchung des Wärmetransportes unter Berücksichtigung desublimierter Gase in porösen Dämmmaterialien mit verschiedensten Bulk-Strukturen und zum anderen in deren theoretischen Beschreibung. Aus technischen Gründen wurde mit LN2 als Kryogen und mit CO2 als Füllgas gearbeitet. Die erreichbaren Temperaturen erlauben die Verwendung von CO2 als Füllgas, da hier der Restgasdruck ausreichend niedrig ist, um bei den untersuchten Proben die Gaswärmeleitfähigkeit zu unterdrücken. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neue Messmethode zur Charakterisierung des Einflusses von desublimierten Füllgasen auf die Festkörperwärmeleitfähigkeit entwickelt, da die genaue Kenntnis der effektiven Wärmeleitfähigkeit für viele technische Anwendungen unerlässlich ist. Hierzu wurde einer bestehenden Platten-Apparatur zur Wärmeleitfähigkeitsbestimmung ein spezieller Probenbehälter implementiert, welcher die Untersuchung verschiedenster Probenmaterialien erlaubt. Dieser Probenbehälter ermöglicht die Injektion eines Gases in einen porösen Prüfkörper, welchem eine Temperatur von 77 K auf der kalten Seite und 293 K auf der warmen Seite aufgeprägt wurde. Dieses weiterentwickelte stationäre Messverfahren erlaubt neben der Bestimmung der Gesamtwärmeleitfähigkeit der gesamten Probe durch die Einbringung zusätzlicher Temperatursensoren in verschieden Positionen des porösen Materials auch die Bestimmung der effektiven Gesamtwärmeleitfähigkeit einzelner Schichten. Um ein breites Spektrum an porösen Materialien in dieser Arbeit abzudecken und die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Theorien zu validieren, wurden verschiedene Materialklassen untersucht. Neben einem Melaminharz-Schaum mit Zellgrößen um 100 µm und einem Polyimid-Vlies mit einem effektiven Faserdurchmesser um 7 µm wurden zwei Pulverproben untersucht, zum einen eine Schüttung aus Vollglaskugeln mit Partikeldurchmessern zwischen 1 und 10 µm und eine Schüttung aus getrübter Kieselsäure mit wesentlich kleineren Primär-Partikeln (<10 nm). Die erarbeiteten theoretischen Modelle zur Berechnung der Festkörperwärmeleitfähigkeit lassen erwarten, dass die Empfindlichkeit der Festkörperwärmeleitfähigkeit gegenüber abgeschiedenen Gasen je nach Materialklasse unterschiedlich groß ausfällt. Als Hauptmerkmal wurde das Vorhandensein von Punktkontakten zwischen den einzelnen Partikeln bzw. Elementen des porösen Materials identifiziert, sowie die spezifische Wechselwirkung (CO2-phil/phob). Die Punktkontakte sind mit ihren großen thermischen Widerständen maßgeblich für die Wärmeleitfähigkeit der Festkörperstruktur verantwortlich. Durch Ausfrieren der Füllgase an diesen Punktkontakten werden die thermischen Kontaktwiderstände stark herabgesetzt, so dass ein Anstieg der Festkörperwärmeleitfähigkeit erfolgt. Dieser fällt abhängig vom jeweiligen Material unterschiedlich hoch aus. Die bestehenden Festkörperwärmeleitfähigkeitsmodelle wurden um den Einfluß von desublimierten Füllgasen erweitert, um diese mit den Wärmeleitfähigkeitsmessungen zu vergleichen und eine Aussage über den Abscheidemechanismus treffen zu können. Das erweiterte Festkörperwärmeleitfähigkeitsmodell für die Vollglaskugel-Schüttung hat z.B. eine sehr starke Abhängigkeit von der geometrischen Verteilung des abgeschiedenen Gases gezeigt. Eine Konzentration der im Mittel abgeschiedenen Füllgase am Kontaktpunkt zwischen zwei Partikeln einer einfachen kubischen Anordnung erhöht die Wärmeleitfähigkeit um mehr als 800%, wohingegen die homogene Abscheidung auf der Oberfläche nur zu einer moderaten Erhöhung um ca. 30% führt. Die experimentellen Versuche konnten die theoretisch erwarteten großen Anstiege der Festkörperwärmeleitfähigkeit für die Schüttungen mit einer großen Punktkontaktdichte bestätigen. Diesen folgt die Polyimid-Faser-Probe mit einer geringen Punktkontaktdichte. Der Melaminharz-Schaum hingegen besitzt keine Punktkontakte und ist CO2-phob. Erwartungsgemäß zeigt dieser eine sehr geringe Abhängigkeit in der Festkörperwärmeleitfähigkeit von der injizierten Gasmenge. Absolute Zahlenwerte der mittleren Gesamtwärmeleitfähigkeiten der untersuchten porösen Materialien lagen für die Randtemperaturen 77 K und 293 K für die Vollglaskugel-Schüttung bei ca. 12∙10^-3 W/(mK), für die getrübte Kieselsäure bei ca. 1.7∙10^-3 W/(mK), für die Polyimid-Fasern bei ca. 0.8∙10^-3 W/(mK) und für den Melaminharz-Schaum bei ca. 4.5∙10^-3 W/(mK). Im Rahmen der injizierten CO2-Menge wurden die mittleren Gesamtwärmeleitfähigkeiten bei der Vollglaskugel-Schüttung und der getrübten Kieselsäure um ca. 15% im Vergleich zum evakuierten Zustand (ohne desublimiertes Füllgas) erhöht. Die Polyimid-Fasern und der Melaminharz-Schaum wiesen eine Erhöhung um ca. 7% bzw. 2% auf. Die relative Vergrößerung der Gesamtwärmeleitfähigkeit im kältesten Viertel der Probe fiel prozentual wesentlich stärker aus: ca. 300% für die getrübte Kieselsäure, ca. 75% für die Vollglaskugel-Schüttung, ca. 40% für die Polyimid-Fasern und ca. 5% für den Melaninharz-Schaum. Die Korrelation der erarbeiteten Festkörperwärmeleitfähigkeitsmodelle mit den gemessenen Wärmeleitfähigkeiten bedurfte jedoch weiterer Eingangsparameter, um eine eindeutige Schlussfolgerung über den Anlagerungsmechanismus (Punktkontaktanlagerung oder homogene Oberflächenanlagerung oder eine Kombination aus beiden) treffen zu können. Die Bestimmung der zwingend benötigten absoluten CO2-Verteilung innerhalb der Probe wurde dazu exemplarisch mittels Neutronen-Radiographie an der Vollglaskugelprobe in einem speziellen Probenbehälter am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) durchgeführt. Die so ermittelte CO2-Verteilung innerhalb der Vollglaskugelprobe war in sehr gutem Einklang mit den durchgeführten Monte-Carlo-Simulationen zum Desublimationsverhalten. Das erarbeitete Simulations-Programm beschreibt den molekularen Stofftransport innerhalb eines porösen Dämmmaterials mit ebenfalls 77 K auf der kalten Seite und 300 K auf der warmen Seite. Der Programm-Algorithmus berücksichtigt dabei die spezifischen Adsorptionsenergien, sowie die temperaturabhängige Frequenz mit der ein adsorbiertes Gasmolekül an der Oberfläche schwingt, welche umgekehrt proportional zur Haftzeit an einem Ort ist. Die Simulation liefert als Ergebnis die durchschnittliche Haftdauer eines Teilchens an einem Ort, welche wiederum proportional zur Verteilung vieler Gasmoleküle, in diesem Fall der injizierten und anschließend desublimierten Gasmenge, ist. Die Ergebnisse zeigen sehr deutlich die Abhängigkeit der durchschnittlichen Haftzeit von der Temperatur und der Adsorptionsenergie. Weitere Informationen zur Wechselwirkung der CO2-Moleküle mit den untersuchten Proben lieferten die Adsorptionsmessungen an den Proben mit CO2 als Adsorptiv bzw. Adsorbens nach den Methoden von Brunauer, Emmett und Teller (BET) und der Methode nach Dubinin-Radushkevich (DR). Durch Kombination bzw. Korrelation der verschiedenen Untersuchungsmethoden und den theoretischen Modellen konnte bestimmt werden, dass das CO2 fast ausschließlich als homogene Schicht auf der Oberfläche der Vollglaskugeln desublimiert, welche eine entsprechend geringe Temperatur aufweisen. Weiterhin stellte sich heraus, dass eine starke Konzentration an der kalten Seite stattfindet, die zur warmen Seite exponentiell abnimmt. Die Auswertung der Korrelation zeigt Tendenzen einer leicht bevorzugten Abscheidung am Kontaktpunkt bei weiteren injizierten CO2-Mengen in die bereits mit CO2 beladene Probe. Die Betrachtung und Diskussion der Messergebnisse und Festkörperwärmeleitfähigkeitsmodelle der Polyimid-Fasern und der getrübten Kieselsäure lässt auf ein ähnliches Verhalten bei Desublimation der Füllgase innerhalb des porösen Probenkörpers schließen. Die Empfindlichkeit des Wärmeleitfähigkeitsanstiegs gegenüber weiteren Mengen an desublimiertem CO2 nahm tendenziell zu. Eine Ausnahme stellte jedoch der Melaminharz-Schaum dar, welcher eine abnehmende Empfindlichkeit des Wärmeleitfähigkeitsanstiegs gegenüber weiteren Mengen an desublimiertem CO2 aufwies. Dafür verantwortlich sind das abstoßende Verhalten von CO2 gegenüber Melaminharz und die Festkörperstruktur des Schaums.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines mobilen Transmissionsmikroskops für weiche Röntgenstrahlung. Dieses ist speziell für den Einsatz an Laborquellen konzipiert und erlaubt durch einen modularen Aufbau auch den Betrieb an Synchrotroneinrichtungen. Das Mikroskop basiert auf einem abbildenden System mit einer Zonenplatte als Objektiv und einer CCD-Kamera als Detektor. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich über den spektralen Bereich des Wasserfensters zwischen 2,3 nm und 4,4 nm Wellenlänge bis hin zu extrem ultravioletter Strahlung (Wellenlänge < 20 nm). Dabei können vakuumtaugliche Proben, wie beispielsweise lithographische Testobjekte, Kieselalgen oder chemisch fixierte biologische Zellen untersucht werden. Bei den verwendeten Laborquellen handelt es sich zum einen um ein laserinduziertes Plasma mit einem flüssigen Stickstoffstrahl als Target und zum anderen um eine elektrische Stickstoffgas-Entladungsquelle mit Hohlkathoden-Elektrodengeometrie. Aufgrund der stark unterschiedlichen Quellkonzepte müssen die Quellen für die Entwicklung entsprechender Kondensorkonzepte in Bezug auf ihre spektrale Strahldichte und Brillanz charakterisiert werden. Daher wurden neben Messungen mit einem absolut kalibrierten Spektrographen auch die Quellgrößen und Linienbreiten der wasserstoff- und heliumähnlichen Emissionslinien von Stickstoff bei N-Ly-alpha = 2,48 nm und N-He-alpha = 2,88 nm untersucht. Für eine gute Bildqualität sind neben einer gleichmäßigen, monochromatischen Ausleuchtung die Intensität in der Objektebene und eine Anpassung der numerischen Apertur von Kondensor und abbildender Optik wichtige Parameter. Daher wird an der laserinduzierten Plasmaquelle eine Zonenplatte als Kondensor verwendet. Diese bildet die Quelle 1:1 in die Objektebene ab und wirkt gleichzeitig als Linearmonochromator. Aufgrund der wellenlängenabhängigen Brennweite bietet sie zudem die Möglichkeit Spektromikroskopie zu betreiben. Da die emittierende Quellfläche der Entladungsquelle etwa vier Größenordnungen größer ist als die der laserinduzierten Plasmaquelle, wird an der Entladungsquelle ein mit Gold bedampfter, rotationssymmetrischer Ellipsoid für die Objektbeleuchtung verwendet. Angesichts einer geringeren Plasmatemperatur der Entladungsquelle und der damit verbundenen schwachen Emission der wasserstoffähnlichen Linien kann die He-alpha-Linie mit Hilfe eines Titan-Filters freigestellt werden. Anhand von Testobjekten und biologischen Proben wurde die Leistungsfähigkeit der beiden Konzepte gegenübergestellt. Während die räumliche Auflösung nach dem Rayleigh-Kriterium an der laserinduzierten Plasmaquelle durch Vibrationen im Aufbau auf ca. 70 nm begrenzt ist, konnte an der elektrischen Entladungsquelle eine nahezu beugungsbegrenzte Auflösung von 40 nm nachgewiesen werden. Die Belichtungszeiten bei 1000-facher Vergrößerung liegen bei der laserinduzierten Quelle je nach Objekt zwischen 10 und 30 Minuten. Durch die zehnfach höhere Intensität in der Objektebene ist die Belichtungszeit an der elektrischen Entladungsquelle entsprechend kürzer. Neben diesen Ergebnissen wird ein neues Anwendungsgebiet im Bereich organischer Halbleiter vorgestellt und erste Experimente präsentiert.
Als Tiermodell ist die Maus aus der pharmazeutischen Grundlagenforschung nicht mehr wegzudenken. Aus diesem Grund nimmt besonders die Verfügbarkeit nicht invasiver Diagnoseverfahren für dieses Tiermodell einen sehr hohen Stellenwert ein. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von in vivo MR-Untersuchungsmethoden zur Charakterisierung des kardiovaskulären Systems der Maus. Neben der morphologischen Bildgebung wurde ein besonderer Schwerpunkt auf die Quantifizierung funktioneller Parameter der arteriellen Gefäße wie auch des Herzens gelegt. Durch Implementieren einer PC-Cine-Sequenz mit dreidimensionaler Bewegungskodierung war es möglich, die Charakteristik der Bewegung des gesamten Myokards zu untersuchen. Die Aufnahme von Bewegungsvektoren für jeden Bildpunkt und die Bestimmung des Torsionswinkels innerhalb der Messschichten konnte die systolische Kontraktion als dreidimensionale Wringbewegung des Herzens bestätigen. Um die Qualität der morphologischen Gefäßbildgebung zu verbessern, sollte untersucht werden, inwieweit bestehende Verfahren zur Gefäßwanddarstellung optimiert werden können. Implementieren einer Multi-Schicht-Multi-Spin-Echo-Sequenz an einem 17,6 Tesla Spektrometer erlaubte durch das hohe B0-Feld einen deutlichen Signalgewinn. Erstmals wurde es möglich, die gesunde Gefäßwand darzustellen und so morphologische Veränderungen in einem möglichst frühen Zustand zu untersuchen. Neben der Untersuchung morphologischer Veränderungen sollte vor allem ein Schwerpunkt auf das Studium funktioneller Parameter der Gefäßwand gelegt werden. Dazu wurde in einem ersten Schritt mit einem PC-Cine-Verfahren die Umfangsdehnung in ihrem zeitlichen Verlauf ermittelt. Dabei zeigte sich, dass im Laufe einer arteriosklerotischen Plaqueprogression eine Änderung der Umfangsdehnung vor einer Änderung morphologischer Parameter beobachtet werden kann. Deshalb war es Ziel, im Verlauf dieser Arbeit weitere Verfahren zur Charakterisierung funktioneller Parameter des Gefäßsystems zu entwickeln. Um direkt Elastizitätsparameter ermitteln zu können, fehlt als Bezugsgröße der arterielle Pulsdruck (AP). Die Lösung der inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen unter Anwendung der Lang-Wellen-Näherung und der Näherung für große Pulswellengeschwindigkeiten (PWV) erlaubte die Bestimmung der komplexen Impedanz und somit des arteriellen Pulsdrucks in der Frequenzdomäne. Dadurch war es möglich, den dynamischen Anteil des arteriellen Druckpulses direkt aus einer Messung der Pulswellengeschwindigkeit sowie aus dem Verlauf des Flusspulses zu bestimmen. Zur Ermittlung des AP muss die Pulswellengeschwindigkeit bestimmt werden. Für die MR-Bildgebung in murinen Gefäßen waren hierzu bisher keine Verfahren verfügbar. Da sich die Gefäßdehnung möglicherweise als Indikator für eine frühe Wandveränderung bei der Plaqueprogression zeigt, bestand ein großes Interesse in der Untersuchung von spezifischen gefäßmechanischen Eigenschaften wie beispielsweise der PWV. Im Rahmen dieser Arbeit konnten zwei MR-Methoden für die nicht invasive Bildgebung in der Maus entwickelt werden, die es ermöglichten, die lokale und die regionale Pulswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Messung der lokalen Pulswellengeschwindigkeit beruht dabei auf der zeitaufgelösten Bestimmung der Gefäßwanddehnung sowie des Blutvolumenflusses. Zur Bestimmung der regionalen Pulswellengeschwindigkeit wurde eine Erweiterung der Zwei-Punkt-Transit-Zeit-Methode verwendet. Durch zeitaufgelöste bewegungskodierte Bildgebung entlang der Aorta konnte anhand von 30 Stützpunkten die Propagation des arteriellen Flusspulses vermessen werden. Die Messzeit gegenüber einer Zwei-Punkt-Methode ließ sich dadurch halbieren. Gleichzeitig bietet die Auswertung von 30 Messpunkten eine größere Sicherheit in der Bestimmung der PWV. Beide Methoden wurden an einem elastischen Gefäßphantom validiert. In vivo Tierstudien an apoE(−/−)-Mäusen und einer Kontrollgruppe zeigten für beide Methoden eine gute Übereinstimmung. Darüber hinaus konnte ein Ansteigen der Pulswellengeschwindigkeit in apoE(−/−)-Mäusen durch arteriosklerotische Veränderungen nachgewiesen werden. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit grundlegende Verfahren zur Untersuchung des kardiovaskulären Systems der Maus optimiert und entwickelt. Die Vielseitigkeit der MR-Bildgebung ermöglichte dabei die Erfassung von morphologischen und funktionellen Parametern. In Kombination können die beschriebenen Methoden als hilfreiche Werkzeuge für die pharmakologische Grundlagenforschung zur Charakterisierung von Herz-Kreislauf-Erkankungen in Mausmodellen eingesetzt werden.
Gegenstand dieser Arbeit sind Transportuntersuchungen an nanoelektronischen Bauelementen, wobei der Schwerpunkt in der Analyse von nichtlinearen Transporteigenschaften hybrider Strukturen stand. Zum Einsatz kamen auf GaAs basierende Heterostrukturen mit zum Beispiel kleinen Metallkontakten, die zu Symmetriebrechungen führen. Die Untersuchungen wurden bei tiefen Temperaturen bis hin zu Raumtemperatur durchgeführt. Es kamen zudem magnetische Felder zum Einsatz. So wurden zum einen der asymmetrische Magnetotransport in Nanostrukturen mit asymmetrischer Gateanordnung unter besonderer Berücksichtigung der Phononstreuung analysiert, zum anderen konnte ein memristiver Effekt in InAs basierenden Strukturen studiert werden. Des Weiteren konnte ein beachtlicher Magnetowiderstand in miniaturisierten CrAu-GaAs Bauelementen beobachtet werden, der das Potential besitzt, als Basis für extrem miniaturisierte Sensoren für den Betrieb bei Raumtemperatur eingesetzt zu werden.
Das zentrale Thema der vorliegenden Arbeit ist die Konzeptionierung und Charakterisierung verschiedener innovativer Bauteildesigns zur Optimierung der spektralen sowie elektro-optischen Eigenschaften von Quantenkaskadenlasern. Die Quantenkaskadenlaserschichten, die diesen Konzepten zu Grunde liegen wurden im Rahmen dieser Arbeit mittels Molekularstrahlepitaxie hergestellt und optimiert. Diese Optimierung machte auch die Realisierung von Dauerstrichbetrieb möglich. Dazu werden zunächst die grundlegenden Eigenschaften von den in dieser Arbeit verwendeten III-V-Halbleitern sowie des InP-Materialsystems erläutert. Für diese Arbeit ist dabei die Kombination der beiden ternären Verbindungshalbleiter InGaAs und InAlAs in einer Halbleiterheterostruktur von zentraler Bedeutung, aus denen die aktive Zone der hier vorgestellten Quantenkaskadenlaser besteht. Basierend auf dem zweiten Kapitel wird dann im dritten Kapitel auf das Zusammenspiel der einzelnen konkurrierenden strahlenden und nicht strahlenden Streuprozesse in einer Quantenkaskadenlaserstruktur eingegangen. Dabei wird die prinzipielle Funktionsweise eines solchen komplexen Systems an Hand eines 3-Quantenfilm-Designs erläutert. Das vierte Kapitel beschäftigt sich mit der Herstellung und Grundcharakterisierung der Laserstrukturen. Dabei wird kurz das Konzept der Molekularstrahlepitaxie erklärt sowie der Aufbau der verwendeten Anlage beschrieben. Da ein Betrieb der Bauteile im Dauerstrichbetrieb deren Anwendbarkeit in vielen Bereichen verbessert, wird im fünften Kapitel an Hand eines ausgewählten Strukturdesigns der Weg bis hin zur Realisierung des Dauerstrichbetriebs beschrieben. Des Weiteren wird auf einen besonderen Prozess zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der fertigen Bauteile eingegangen. Dieser sogenannte Doppelkanal-Stegwellenleiter-Prozess zeichnet sich dadurch aus, dass der entstehende Lasersteg seitlich durch zwei nasschemisch geätzte Gräben begrenzt wird.Die letzten drei Kapitel beschäftigen sich mit verschiedenen Bauteilkonzepten zur Optimierung der spektralen sowie elektro-optischen Eigenschaften der Quantenkaskadenlaser. In Kapitel sechs werden dabei Mikrolaser mit tiefgeätzten Bragg-Spiegeln zur Realisierung von monomodigem Betrieb vorgestellt. Im folgenden Kapitel werden Laser mit aktiven gekoppelten Ringresonatoren vorgestellt. Der gekoppelte Ring funktioniert dabei als Filter nach dem Vernier-Prinzip und ermöglicht so monomodigen Betrieb. Im letzten Kapitel stehen schließlich Quantenkaskadenlaser mit trapezförmigem Verstärkungsbereich im Mittelpunkt. Ziel dieses Teils der vorliegenden Arbeit war es die Ausgangsleistung der Bauteile zu erhöhen und dabei gleichzeitig die Fernfeldeigenschaften zu verbessern.