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Dissertation
Quantum optimal control theory of photoelectron spectroscopy
(2018)
The object of this doctoral thesis is two-fold and can be classified into two, but intrinsically related categories: (i) development of theoretical models for the simulation of electron dynamics and in parallel to this, (ii) method development of efficient numerical algorithms for ad hoc control of photoelectron and photoion-related observables. The first category primarily focuses on the development of a variety of theoretical models describing the interaction of light and matter for the extraction and control of ...
Aufsatz
Preferential weakening of rotational magnetic anisotropy by keV-He ion bombardment in polycrystalline exchange bias layer systems
(2018-05-04)
The consequences of keV light-ion bombardment of polycrystalline exchange bias layer systems on individual magnetic anisotropies composing the effective unidirectional magnetic anisotropy are investigated by vectorial magneto-optic Kerr effect measurements. Preferential reduction of rotatable magnetic anisotropy as compared to the other magnetic anisotropies is observable, disproving the intuitive assumption of an equable weakening of all magnetic anisotropies due to the bombardment. It is concluded that light-ion ...
Dissertation
Investigation of diamond nanostructures with incorporated color centers
(2018)
Diamond is a material with excellent properties due to its structure and composition. Its crystal lattice is a perfect host of different defect centers, so-called color centers, whose properties, especially the capability of emitting single photons, can serve in quantum information technologies (QIT). As a high refractive index material only a small part of the photons emitted by these color centers in diamond can be collected. To enhance the photon collection efficiency photonic structures are necessary. They can ...
Aufsatz
Exploiting non-Markovianity for quantum control
(Nature Publishing Group, 2015)
Quantum technology, exploiting entanglement and the wave nature of matter, relies on the ability to accurately control quantum systems. Quantum control is often compromised by the interaction of the system with its environment since this causes loss of amplitude and phase. However, when the dynamics of the open quantum system is non-Markovian, amplitude and phase flow not only from the system into the environment but also back. Interaction with the environment is then not necessarily detrimental. We show that the ...
Aufsatz
Vesicle motion during sustained exocytosis in chromaffin cells
(PLoS, 2015)
Chromaffin cells release catecholamines by exocytosis, a process that includes vesicle docking, priming and fusion. Although all these steps have been intensively studied, some aspects of their mechanisms, particularly those regarding vesicle transport to the active sites situated at the membrane, are still unclear. In this work, we show that it is possible to extract information on vesicle motion in Chromaffin cells from the combination of Langevin simulations and amperometric measurements. We developed a numerical ...
Dissertation
Transport magnetischer Partikel durch maßgeschneiderte magnetische Feldlandschaften zur Anwendung in mikrofluidischen Mischprozessen
(2016-03-21)
Die Miniaturisierung von konventioneller Labor- und Analysetechnik nimmt eine zentrale Rolle im Bereich der allgemeinen Lebenswissenschaften und medizinischen Diagnostik ein. Neuartige und preiswerte Technologieplattformen wie Lab-on-a-Chip (LOC) oder Mikrototalanalysesysteme (µTAS) versprechen insbesondere im Bereich der Individualmedizin einen hohen gesellschaftlichen Nutzen zur frühzeitigen und nichtinvasiven Diagnose krankheitsspezifischer Indikatoren. Durch den patientennahen Einsatz preiswerter und verlässlicher ...
Dissertation
Fluoreszenzspektroskopie an Clustern & Flüssigkeiten - Untersuchung interatomarer und intermolekularer Prozesse in dichten Medien
(2018-06-11)
Die Reaktion von Materie auf die Bestrahlung mit Licht ist von grundlegendem Interesse in vielen Bereichen der Naturwissenschaften. Zur Untersuchung elementarer Wechselwirkungen werden in der experimentellen Atom- und Molekülphysik gewöhnlicherweise Proben präpariert, die vollständig isoliert von möglichen Umgebungseinflüssen sind, zum Beispiel gasförmige Targets im Hochvakuum.
Befindet sich ein Atom oder Molekül allerdings in der nahen Umgebung weiterer, wie es unter realen Bedingungen in der Regel der Fall ist, ...
Dissertation
Untersuchung der Adsorptionskinetik photoschaltbarer azobenzolfunktionalisierter selbstorganisierter Monolagen mit optischer Frequenzverdopplung
(2011-02-11)
In dieser Arbeit wurde das Adsorptionsverhalten zweier azobenzolfunktionalisierter Liganden auf Goldoberflächen untersucht. Diese Liganden zeichnen sich dadurch aus, dass sie mithilfe von Licht bestimmter Wellenlängen zwischen zwei Isomerisierungszuständen – sowohl in Lösung als auch in den auf der Oberfläche resultierenden Monolage – hin und her geschaltet werden können. Somit ist es möglich, Oberflächen herzustellen, deren physikalische und chemische Eigenschaften zwischen zwei Zuständen variiert werden können. Die ...
Dissertation
Optimierung der laserinduzierten Plasmaspektroskopie an Metallen durch Femtosekunden-Doppelpulse für die Entwicklung eines hochauflösenden 3D-Rasterabbildungsverfahrens
(2015-03-05)
Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIPS) ist eine spektrochemische Elementanalyse zur Bestimmung der atomaren Zusammensetzung einer beliebigen Probe. Für die Analyse ist keine spezielle Probenpräparation nötig und kann unter atmosphärischen Bedingungen an Proben in jedem Aggregatzustand durchgeführt werden. Femtosekunden Laserpulse bieten die Vorteile einer präzisen Ablation mit geringem thermischen Schaden sowie einer hohen Reproduzierbarkeit. Damit ist fs-LIPS ein vielversprechendes Werkzeug für die Mikroanalyse ...
Dissertation
Erzeugung remanent stabiler Domänenmuster in austauschverschobenen Dünnschichtsystemen mittels Heliumionenmikroskopie
(2018-04-11)
Künstliche magnetische Domänenmuster in austauschverschobenen Dünnschichtsystemen (EB-Systeme) haben in den letzten Jahren immer größere Bedeutung als Quelle magnetischer Streufeldlandschaften erlangt. Solche Strukturen dienen als Grundlage für den Transport superparamagnetischer Partikel zur Anwendung in mikrofluidischen und biomedizinischen Analysesystemen. EB-Schichtsysteme besitzen aufgrund der Kopplung zwischen einer antiferromagnetischen und einer ferromagnetischen Schicht besondere magnetische Eigenschaften. ...