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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 ...
Dissertation
Exchange-Bias-Dünnschichtsysteme - Charakterisierung, Modellierung und Anwendung
(2016-06-27)
In dieser Arbeit werden Exchange-Bias-Dünnschichtsysteme untersucht. Ein Fokus der Arbeit liegt auf der magnetooptischen Aktivität dieser Systeme und im speziellen wie sich diese optimieren lässt. Der zweite Fokus der Arbeit ist die Modellierung dieser Systeme. Aufbauend auf einem polykristallinen Ansatz wird eine neue rotierbare magnetische Anisotropie eingeführt, welche die Relaxationszeiten thermisch instabiler Körner im AF berücksichtigt.
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
Surface modifications of nanocrystalline diamond films and their functionalization with phthalocyanines
(2016-06-30)
Boron-doped diamond is a promising electrode material for a number of applications providing efficient carrier transport, a high stability of the electrolytic performance with time, a possibility for dye-sensitizing with photosensitive molecules, etc. It can be functionalized with electron donor molecules, like phthalocyanines or porphyrins, for the development of light energy conversion systems. For effective attachment of such molecules, the diamond surface has to be modified by plasma- or photo-chemical processes ...
Dissertation
Excitation of Phonons in Solids and Nanostructures by Intense Laser and XUV Pulses and by Low Energy Atomic Collision
(2016-02-17)
Intensive, ultrakurze Laserpulse regen Festkörper in einen Zustand an, in dem die Elektronen hohe Temperaturen erlangen, während das Gitter kalt bleibt. Die heißen Elektronen beeinflussen das sog. Laser-angeregte interatomare Potential bzw. die Potentialenergiefläche, auf der die Ionen sich bewegen. Dieses kann neben anderen ultrakurzen Prozessen zu Änderungen der Phononfrequenzen (phonon softening oder phonon hardening) führen. Viele ultrakurze strukturelle Phänomene in Festkörpern hängen bei hohen Laseranregungen ...
Dissertation
Atomistic-continuum modeling of ultrafast laser-induced melting of silicon targets
(2016-03-16)
In this work, we present an atomistic-continuum model for simulations of ultrafast laser-induced melting processes in semiconductors on the example of silicon. The kinetics of transient non-equilibrium phase transition mechanisms is addressed with MD method on the atomic level, whereas the laser light absorption, strong generated electron-phonon nonequilibrium, fast heat conduction, and photo-excited free carrier diffusion are accounted for with a continuum TTM-like model (called nTTM). First, we independently consider ...
Dissertation
Kohärente transiente und effiziente Endzustandskontrolle in Atomen und Molekülen
(2016-11-28)
Es ist ein lang gehegter Traum in der Chemie, den Ablauf einer chemischen Reaktion zu kontrollieren und das Aufbrechen und Bilden chemischer Bindungen zu steuern. Diesem Ziel verschreibt sich auch das Forschungsgebiet der Femtochemie. Hier werden Femtosekunden Laserpulse eingesetzt um auf dem Quantenlevel molekulare Dynamiken auf ihren intrinsischen Zeitskalen zu kontrollieren und das System selektiv und effizient von einem Anfangs- in einen Zielzustand zu überführen. Der Wunsch, mit geformten Femtosekunden Laserpulsen ...
Dissertation
Dispergierte und zeitaufgelöste Untersuchung der Neutraldissoziation des Wasserstoffmoleküls über Lyman-α- Lyman-α- Koinzidenzen und der Fluoreszenz von Diamantoiden nach Anregung mit Synchrotronstrahlung
(2016-12-19)
In dieser Arbeit werden die koinzidente Emission von Photonen nach Neutraldissoziation des Wasserstoffmoleküls und die Lumineszenz von Diamantoiden mit Hilfe von Zeit- und spektral aufgelöster Fluoreszenzspektroskopie nach Anregung mit Synchrotronstrahlung untersucht. Dafür werden zum einen eine Apparatur zur winkel- und zeitaufgelösten Messung von Photon-Photon-Koinzidenzen unter Verwendung von ortsauflösenden Detektoren vorgestellt und erste Messungen durchgeführt. Für die Apparatur werden zwei Konzepte simuliert ...