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Dissertation
Electron-Nuclear Correlation in Laser-Driven Diatomic Molecules
(2011-12-19)
The interaction of short intense laser pulses with atoms/molecules produces a multitude of highly nonlinear processes requiring a non-perturbative treatment. Detailed study of these highly nonlinear processes by numerically solving the time-dependent Schrodinger equation becomes a daunting task when the number of degrees of freedom is large. Also the coupling between the electronic and nuclear degrees of freedom further aggravates the computational problems. In the present work we show that the time-dependent Hartree ...
Aufsatz
Squeezed thermal phonons precurse nonthermal melting of silicon as a function of fluence
(2013)
A femtosecond-laser pulse can induce ultrafast nonthermal melting of various materials along pathways
that are inaccessible under thermodynamic conditions, but it is not known whether there is any structural
modification at fluences just below the melting threshold. Here, we show for silicon that in this regime the
room-temperature phonons become thermally squeezed, which is a process that has not been reported
before in this material. We find that the origin of this effect is the sudden femtosecond-laser-induc ...
Dissertation
First-principles electronic theory of non-collinear magnetic order in transition-metal nanowires
(2015-05-27)
The structural, electronic and magnetic properties of one-dimensional 3d transition-metal (TM)
monoatomic chains having linear, zigzag and ladder geometries are investigated in the frame-work of
first-principles density-functional theory. The stability of long-range magnetic order along the
nanowires is determined by computing the corresponding frozen-magnon dispersion relations as a
function of the 'spin-wave' vector q.
First, we show that the ground-state magnetic orders of V, Mn and Fe linear chains at ...
Dissertation
Finite-Elemente-Mehrgitter von Molekülen
(2014-05-19)
Im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie wurden Orbitalfunktionale wie z.B. B3LYP entwickelt. Diese lassen sich mit der „optimized effective potential“ – Methode selbstkonsistent auswerten. Während sie früher nur im 1D-Fall genau berechnet werden konnte, entwickelten Kümmel und Perdew eine Methode, bei der das OEP-Problem unter Verwendung einer Differentialgleichung selbstkonsistent gelöst werden kann. In dieser Arbeit wird ein Finite-Elemente-Mehrgitter-Verfahren verwendet, um die entstehenden Gleichungen zu lösen und ...
Dissertation
Molecular Imaging using Strong-Field Processes
(2011-03-11)
Die Arbeit befasst sich mit dem Zusammenhang zwischen einfachen Molekülen und deren Verhalten in starken, kurzen Laserfeldern. Einerseits wird versucht, strukturelle Daten des Moleküls in den Elektronen- und Photonenspektren wiederzuerkennen. Andererseits geht es darum, ein Bild der elektronischen Wellenfunktion aus den spektralen Daten abzuleiten.
Aufsatz
High-precision force sensing using a single trapped ion
(2016-06-16)
We introduce quantum sensing schemes for measuring very weak forces with a single trapped ion. They use the spin-motional coupling induced by the laser-ion interaction to transfer the relevant force information to the spin-degree of freedom. Therefore, the force estimation is carried out simply by observing the Ramsey-type oscillations of the ion spin states. Three quantum probes are considered, which are represented by systems obeying the Jaynes-Cummings, quantum Rabi (in 1D) and Jahn-Teller (in 2D) models. By using ...
Aufsatz
Beating the limits with initial correlations
(2017-11-28)
Fast and reliable reset of a qubit is a key prerequisite for any quantum technology. For real world open quantum systems undergoing non-Markovian dynamics, reset implies not only purification, but in particular erasure of initial correlations between qubit and environment. Here, we derive optimal reset protocols using a combination of geometric and numerical control theory. For factorizing initial states, we find a lower limit for the entropy reduction of the qubit as well as a speed limit. The time-optimal solution ...
Aufsatz
Direct evidence for radiative charge transfer after inner-shell excitation and ionization of large clusters
(2018-01-16)
We directly observe radiative charge transfer (RCT) in Ne clusters by dispersed vacuum-ultraviolet photon detection. The doubly ionized Ne^2+ – Ne_n-1 initial states of RCT are populated after resonant 1s–3p photoexcitation or 1s photoionization of Ne_n clusters with {n} \approx 2800. These states relax further producing Ne^+ – Ne^+ – Ne_n-2 final states, and the RCT photon is emitted. Ab initio calculations assign the observed RCT signal to the Ne^2+(2p^-2 [^1D]) - Ne_n-1 initial state, while transitions from other ...
Dissertation
Strukturelle und magnetische Veränderungen in Schichtsystemen mit Grenzflächenaustauschkopplung nach dem Beschuss mit keV-Heliumionen
(2018-03-21)
Magnetische Schichtsysteme mit Grenzflächenaustauschkopplung sind in ihrer Art dahingehend einzigartig, dass sie unter bestimmten Bedingungen nur eine einzige präferierte Orientierung der remanenten Magnetisierung aufweisen, das heißt, dass die Ausrichtung ihrer Magnetisierung in Abwesenheit eines externen Magnetfeldes eindeutig definiert ist. Hervorgerufen wird dies durch die Austauschkopplung einer dünnen ferromagnetischen mit einer dünnen antiferromagnetischen Schicht, wodurch der sogenannte exchange-bias-Effekt ...
Dissertation
Bestimmung der magnetischen Streufeldstärke von künstlichen magnetischen Domänen austauschverschobener Dünnschichtsysteme und deren Einfluss auf die Selbstassemblierung organischer Moleküle
(2015-11-16)
Die lokale Anlagerung molekularer Substanzen auf Oberflächen ist technologisch von großem Interesse. Die Beeinflussung selbstassemblierender Materialien bietet dabei große Vorteile, da sie kostengünstig und großflächig angewendet werden kann. Untersuchungen einer solchen Beeinflussung mithilfe von magnetischen Feldern wurden bisher jedoch noch nicht durchgeführt. Ursache hierfür ist das, insbesondere bei der Verwendung von diamagnetischen Substanzen, geringe induzierte magnetische Moment und die daraus resultierenden ...