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Gühlke, Marina. "Oberflächenverstärkte Hyper-Raman-Streuung (SEHRS) und oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS) für analytische Anwendungen." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 2016. http://dx.doi.org/10.18452/17570.
Full textAbstract:
Hyper-Raman-Streuung folgt anderen Symmetrieauswahlregeln als Raman-Streuung und profitiert als nicht-linearer Zweiphotonenprozess noch mehr von verstärkten elektromagnetischen Feldern an der Oberfläche plasmonischer Nanostrukturen. Damit könnte die oberflächenverstärkte Hyper-Raman-Streuung (SEHRS) praktische Bedeutung in der Spektroskopie erlangen. Durch die Kombination von SEHRS und oberflächenverstärkter Raman-Streuung (SERS) können komplementäre Strukturinformationen erhalten werden. Diese eignen sich aufgrund der Lokalisierung der Verstärkung auf die unmittelbare Umgebung der Nanostrukturen besonders für die Charakterisierung der Wechselwirkung zwischen Molekülen und Metalloberflächen. Ziel dieser Arbeit war es, ein tieferes Verständnis des SEHRS-Effekts zu erlangen und dessen Anwendbarkeit für analytische Fragestellungen einzuschätzen. Dazu wurden SEHRS-Experimente mit Anregung bei 1064 nm und SERS-Experimente mit Anregung bei derselben Wellenlänge sowie mit Anregung bei 532 nm - für eine Detektion von SEHRS und SERS im gleichen Spektralbereich - durchgeführt. Als Beispiel für nicht-resonante Anregung wurden die vom pH-Wert abhängigen SEHRS- und SERS-Spektren von para-Mercaptobenzoesäure untersucht. Mit diesen Spektren wurde die Wechselwirkung verschiedener Silbernanostrukturen mit den Molekülen charakterisiert. Anhand von beta-Carotin wurden Einflüsse von Resonanzverstärkung im SEHRS-Experiment durch die gleichzeitige Anregung eines molekularen elektronischen Übergangs untersucht. Dabei wurde durch eine Thiolfunktionalisierung des Carotins eine intensivere Wechselwirkung mit der Silberoberfläche erzielt, sodass nicht nur resonante SEHRS- und SERS-Spektren, sondern auch nicht-resonante SERS-Spektren von Carotin erhalten werden konnten. Die Anwendbarkeit von SEHRS für hyperspektrale Kartierung in Verbindung mit Mikrospektroskopie wurde durch die Untersuchung von Verteilungen verschiedener Farbstoffe auf strukturierten plasmonischen Oberflächen demonstriert.Hyper-Raman scattering follows different symmetry selection rules than Raman scattering and, as a non-linear two-photon process, profits even more than Raman scattering from enhanced electromagnetic fields at the surface of plasmonic nanostructures. Surface-enhanced hyper-Raman scattering (SEHRS) could thus gain practical importance for spectroscopy. The combination of SEHRS and surface-enhanced Raman scattering (SERS) offers complementary structural information. Specifically, due to the localization of the enhancement to the close proximity of the nanostructures, this information can be utilized for the characterization of the interaction between molecules and metal surfaces. The aim of this work was to increase the understanding of the SEHRS effect and to assess its applicability to answer analytical questions. For that purpose, SEHRS experiments with excitation at 1064 nm and SERS experiments with excitation at the same wavelength, as well as with excitation at 532 nm - to detect SEHRS and SERS in the same spectral region - were conducted. As an example for non-resonant excitation, pH-dependent SEHRS and SERS spectra of para-mercaptobenzoic acid were examined. Based on these spectra, the interaction of different silver nanostructures with the molecules was characterized. beta-Carotene was used to study the influence of resonance enhancement by the excitation of a molecular electronic transition during SEHRS experiments. By the thiol-functionalization of carotene, a more intense interaction with the silver surface was achieved, which enables to obtain not only resonant SEHRS and SERS but also non-resonant SERS spectra of carotene. Hyperspectral SEHRS imaging in combination with microspectroscopy was demonstrated by analyzing the distribution of different dyes on structured plasmonic surfaces.
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Gühlke, Marina [Verfasser], Janina [Gutachter] Kneipp, and Inez [Gutachter] Weidinger. "Oberflächenverstärkte Hyper-Raman-Streuung (SEHRS) und oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS) für analytische Anwendungen / Marina Gühlke. Gutachter: Janina Kneipp ; Inez Weidinger." Berlin : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 2016. http://d-nb.info/1110941935/34.
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Kostrewa, Stefan. "Untersuchungen zur oberflächenverstärkten Raman-Streuung an chemisch modifizierten Metallsubstraten." [S.l.] : [s.n.], 2001. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=963477706.
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4
Erle, Arnold [Verfasser]. "Raman-Streuung an Phononen in YBa2Cu3O7-x- und Bi2Sr2CaCu2Ox-Hochtemperatursupraleitern / Arnold Erle." Aachen : Universitätsbibliothek der RWTH Aachen, 2021. http://d-nb.info/1240903901/34.
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Manz, Thomas. "Stimulierte Stokes- und Anti-Stokes-Raman-Streuung mit Bessel-Bündeln in Aceton und Wasserstoff." [S.l. : s.n.], 2005. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=975789325.
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Hirmer, Michael [Verfasser]. "Elektronische Raman-Streuung und die Spin-Bahn-Wechselwirkung in p-dotierten GaAs/AlGaAs Quantentrögen / Michael Hirmer." München : Verlag Dr. Hut, 2012. http://d-nb.info/1025821165/34.
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Matschulat, Andrea Isabel [Verfasser], Janina [Gutachter] Kneipp, and Ulrich [Gutachter] Panne. "Entwicklung neuer Sonden für bioanalytische Anwendungen der oberflächenverstärkten Raman-Streuung / Andrea Isabel Matschulat ; Gutachter: Janina Kneipp, Ulrich Panne." Berlin : Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), 2011. http://d-nb.info/112264793X/34.
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Wetzel, Alina [Verfasser], and Michael A. [Akademischer Betreuer] Rübhausen. "Messungen des entatischen Zustandes mittels resonanter Raman Streuung an bioanorganischen Proben im Jet / Alina Wetzel ; Betreuer: Michael A. Rübhausen." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2017. http://d-nb.info/1130323293/34.
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Stopper, Ulrich [Verfasser], and Manfred [Akademischer Betreuer] Aigner. "Weiterentwicklung und Anwendung der Laser-Raman-Streuung zur Untersuchung industrieller Vormischflammen in einer Hochdruckbrennkammer / Ulrich Stopper. Betreuer: Manfred Aigner." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2014. http://d-nb.info/1053654014/34.
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Joseph, Virginia [Verfasser], Janina [Akademischer Betreuer] Kneipp, Klaus [Akademischer Betreuer] Rademann, and Ulrich [Akademischer Betreuer] Panne. "Nanopartikel auf Oberflächen : Charakterisierung und Anwendung in der oberflächenverstärkten Raman-Streuung / Virginia Joseph. Gutachter: Janina Kneipp ; Klaus Rademann ; Ulrich Panne." Berlin : Humboldt Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I, 2012. http://d-nb.info/1025112393/34.
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Kranert, Christian. "Investigation of wide-bandgap semiconductors by UV Raman spectroscopy: resonance effects and material characterization." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-160062.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von weitbandlückigen Halbleitern mittels Raman-Spektroskopie. Diese wurde vorwiegend unter Verwendung von Licht einer Wellenlänge von 325 nm im ultravioletten Spektralbereich angeregt. Damit konnten zum einen aufgrund eines erhöhten Streuquerschnittes Messungen zur Probencharakterisierung durchgeführt werden, die mit Anregung im sichtbaren Spektralbereich nicht möglich gewesen wären. Zum anderen wurden bei dieser Anregungswellenlänge auftretende Resonanzeffekte untersucht. Dabei werden zwei verschiedene Materialsysteme behandelt: zum einen Kristalle mit Wurtzitstruktur und zum anderen binäre und ternäre Sesquioxide mit Metallionen der III. Hauptgruppe.
An den Kristallen mit Wurtzitstruktur wurde die Streuung des Anregungslichts mit Energie oberhalb der Bandlücke an longitudinal-optischen (LO) Phononen untersucht. Die Streuung an einzelnen LO-Phononen wird unter diesen Anregungsbedingungen von einem Prozess dominiert, der eine elastische Streuung beinhaltet, durch die die Impulserhaltung verletzt wird. Es wurde ein Modell aufgestellt, dass zwischen einer elastischen Streuung an der Oberfläche und an Punktdefekten unterscheidet, und mit Hilfe von Experimenten verifiziert. Weiterhin wurde der Einfluss von Ladungsträgern auf die Energie der LO-Phononen untersucht und es wird eine Anwendung dieser Erkenntnisse zur Charakterisierung der Oberfläche von Zinkoxid vorgestellt.
An den binären Oxiden des Galliums und Indiums wurden die Energien der Phononenmoden ermittelt und die resonante Verstärkung bei der verwendeten Anregungswellenlänge untersucht. Für das Galliumoxid wurde dabei insbesondere die Anisotropie des Materials berücksichtigt. Für das Indiumoxid wird dargestellt, dass durch die resonante Anregung alle Phononenmoden beobachtet werden können, was insbesondere auch die Bestimmung der Phononenmoden von Dünnschichtproben ermöglicht. Weiterhin waren Mischkristalle des Galliumoxids Untersuchungsgegenstand, in denen das Gallium teilweise durch Indium oder Aluminium ersetzt wurde. Die Phononenenergien wurden in Abhängigkeit der Zusammensetzung ermittelt und der Einfluss von strukturellen Eigenschaften darauf sowie das Auftreten von Phasenübergängen untersucht.
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Dzhagan, V., A. G. Milekhin, M. Ya Valakh, S. Pedetti, M. Tessier, B. Dubertret, and D. R. T. Zahn. "Morphology-induced phonon spectra of CdSe/CdS nanoplatelets: core/shell vs. core–crown." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-219936.
Full textAbstract:
Recently developed two-dimensional colloidal semiconductor nanocrystals, or nanoplatelets (NPLs), extend the palette of solution-processable free-standing 2D nanomaterials of high performance. Growing CdSe and CdS parts subsequently in either side-by-side or stacked manner results in core–crown or core/shell structures, respectively. Both kinds of heterogeneous NPLs find efficient applications and represent interesting materials to study the electronic and lattice excitations and interaction between them under strong one-directional confinement. Here, we investigated by Raman and infrared spectroscopy the phonon spectra and electron–phonon coupling in CdSe/CdS core/shell and core–crown NPLs. A number of distinct spectral features of the two NPL morphologies are observed, which are further modified by tuning the laser excitation energy Eexc between in- and off-resonant conditions. The general difference is the larger number of phonon modes in core/shell NPLs and their spectral shifts with increasing shell thickness, as well as with Eexc. This behaviour is explained by strong mutual influence of the core and shell and formation of combined phonon modes. In the core–crown structure, the CdSe and CdS modes preserve more independent behaviour with only interface modes forming the phonon overtones with phonons of the coreDieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
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Böhme, René, Msau Mkandawire, Udo Krause-Buchholz, Petra Rösch, Gerhard Rödel, Jürgen Popp, and Volker Deckert. "Characterizing cytochrome c states – TERS studies of whole mitochondria." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-138679.
Full textAbstract:
Protein structures (cytochrome c) were visualized by TERS measurements on whole mitochondria referring to specific spectral features describing the electronic state of the heme moietyDieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
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Gregor, Mark Aurel. "Laser-spektroskopische Untersuchungen technologisch relevanter Flammen." Berlin Logos-Verl, 2006. http://deposit.d-nb.de/cgi-bin/dokserv?id=2938398&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm.
Full text
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Ludemann, Michael. "In situ Raman-Spektroskopie an Metallphthalocyaninen: Von ultradünnen Schichten zum organischen Feldeffekttransistor." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-206568.
Full textAbstract:
Im ersten Teil der Arbeit werden Signalverstärkungsmechanismen für Raman-Spektroskopie erschlossen und evaluiert. Die als geeignet bewerteten Methoden finden im zweiten Teil ihre Anwendung zur Untersuchung der vibronischen Eigenschaften von dünnen Manganphthalocyaninschichten, die anschließend mit Kalium interkaliert werden. Hierbei sind verschiedene Phasen identifizierbar, die ein ganzzahliges Verhältnis von Kaliumatomen zu Manganphthalocyaninmolekülen besitzen. Im dritten Teil werden die elektrischen Eigenschaften durch die Verwendung dieses Materialsystems als aktives Medium eines Feldeffekttransistors untersucht.
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Böhme, René, Msau Mkandawire, Udo Krause-Buchholz, Petra Rösch, Gerhard Rödel, Jürgen Popp, and Volker Deckert. "Characterizing cytochrome c states – TERS studies of whole mitochondria." Royal Society of Chemistry, 2011. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A27770.
Full textAbstract:
Protein structures (cytochrome c) were visualized by TERS measurements on whole mitochondria referring to specific spectral features describing the electronic state of the heme moiety.Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.
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Valakh, M. Ya, A. P. Litvinchuk, V. M. Dzhagan, V. O. Yukhymchuk, Ye O. Havryliuk, M. Guc, I. V. Bodnar, V. Izquierdo-Roca, A. Pérez-Rodríguez, and D. R. T. Zahn. "Optical properties of quaternary kesterite-type Cu2Zn(Sn1−xGex)S4 crystalline alloys: Raman scattering, photoluminescence and first-principle calculations." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-219947.
Full textAbstract:
The transformation of the vibrational spectrum of Cu2Zn(Sn1−xGex)S4 single crystals over the entire composition range (0 ≤ x ≤ 1) is studied experimentally by low-temperature Raman scattering and photoluminescence spectroscopies, as well as theoretically in the framework of density functional theory (DFT). It is shown that unlike “classic” mixed binary II–VI and III–V compounds, which are characterized by either one- or two-mode behavior of spectra transformation upon composition variation, the vibrational modes of the quaternary semiconductor Cu2Zn(Sn1−xGex)S4 exhibit both types of behavior within the same alloy system. DFT calculations reveal that the two-mode transformation is in fact observed for the vibrational modes, which possess a very small dispersion across the Brillouin zone, that is typical for a molecular crystal. These modes are due to the “breathing” motion of sulfur within GeS4 and SnS4 tetrahedra. The effects of structural (positional) disorder of mixed crystals are analyzed based on Raman scattering as well as photoluminescence resultsDieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
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Franco, González Olga. "Structural and spectroscopical study of crystals of 1,3,4-oxadiazole derivatives at high pressure." Phd thesis, Universität Potsdam, 2002. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2005/53/.
Full textAbstract:
Die Suche nach neuen Materialien von technischem Interesse hat in den letzten Jahren neue Antriebe zu der Untersuchung organischer Verbindungen gegeben. Organische Substanzen haben viele Vorteile wie z.B. die Möglichkeit, ihre Eigenschaften durch verschiedene chemische und physikalische Techniken im Herstellung-Prozess für ein bestimmtes Ziel zu modifizieren. Oxadiazolverbindungen sind interessant aufgrund ihrer Nutzung als Material für Licht emittierende Dioden und Scintillatoren. Die physikalischen Eigenschaften eines Festkörpers hängen von seiner Struktur ab. Unterschiedliche Strukturen entwickeln unterschiedliche intra- und intermolekülare Wechselwirkungen. Eine ausgezeichnete Weise, um sowohl die intra- als auch die intermolekularen Wechselwirkungen eines bestimmtes Stoffes zu beeinflussen, ohne seine chemischen Charakteristiken zu ändern, ist die Verwendung von hohem Druck.
Wir haben den Einfluss von hohem Druck und hoher Temperatur auf die super-molekulare Struktur einiger Oxadiazolverbindungen im kristallinem Zustand untersucht. Aus diesen Untersuchungsergebnissen wurde eine Zustandsgleichung für diese Kristalle bestimmt. Überdies wurden die spektroskopischen Eigenschaften dieser Materialien unter hohem Druck charakterisiert.
In recent years the search for new materials of technological interest has given new impulses to the study of organic compounds. Organic substances possess a great number of advantages such as the possibility to adjust their properties for a given purpose by different chemical and physical techniques in the preparation process. Oxadiazole derivatives are interesting due to their use as material for light emitting diodes (LED) as well as scintillators.
The physical properties of a solid depend on its structure. Different structures induce different intra- and intermolecular interactions. An advantageous method to modify the intra- as well as the intermolecular interactions of a given substance is the application of high pressure. Furthermore, using this method the chemical features of the compound are not influenced.
We have investigated the influence of high pressure and high temperature on the super-molecular structure of several oxadiazole derivatives in crystalline state. From the results of this investigation an equation of state for these crystals was determined. Furthermore, the spectroscopical features of these materials under high pressure were characterized.
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Schneider, Andreas. "In situ- und online-Raman-Spektroskopie zur Analyse von Halbleiterheterostrukturen aus ZnSxSe1-x und Gruppe-III-Nitriden." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2002. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200200367.
Full textAbstract:
In situ and online Raman spectroscopy - also known as Raman monitoring - offers the excellent opportunity among other possibilities for the evaluation of Raman spectra to investigate semiconductor layers during their growth without any interruption. Not only the surface properties of such layers can be studied, also simultaneously the substrate and the interface layer/substrate can be analysed. This study presents the analysis of growth processes of ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ and GaN layers as well the investigation of nitrogen doped ZnSe:N. Molecular beam epitaxy (MBE) was used for the fabrication of these layers. The analysis of the Raman spectra was focused on the chemical composition of the semiconductor material, the stress in layer and substrate, the incorporation of extraneous atoms like nitrogen radicals into a crystal, the doping and structural order of the semiconductor and as well on the crystalline and amorphous phase of the material. Additionally to the MBE growth processes, the temperature induced resonant Raman scattering of ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ and ZnSe:N and also the desorption, adsorption and phase transition of a-As, a-Se and Sb were studied. Further investigations were undertaken on the nitridation of GaAs(100) by means of a nitrogen plasma generated in an rf-plasma source. The properties and changes of the semiconductor layers and the substrate depending on the layer thickness during growth are evaluated. The results are compared with theoretical models (e.g. spatial correlation model and modified random-element-isodisplacement (MREI) model)In situ- und online-Raman-Spektroskopie oder auch Raman-Monitoring genannt bietet unter anderem die ausgezeichnete Möglichkeit, das Wachstum von Halbleiterschichten ohne Unterbrechung zu verfolgen. Dabei können nicht nur die Oberflächeneigenschaften untersucht werden, sondern es können gleichzeitig auch Informationen über das Substrat und über die Grenzfläche Schicht/Substrat gemacht werden. In der vorliegenden Arbeit wurden die Wachstumsprozesse von ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/- und GaN-Schichten sowie des stickstoffdotierten ZnSe:N untersucht. Zur Schichtherstellung wurde die Molekularstrahlepitaxie (MBE) verwendet. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf die chemische Zusammensetzung der Halbleitermaterialien, Verspannungen von Schicht und Substrat, auf den Einbau von Fremdatomen wie Stickstoffradikale in ein Kristall, die Dotierung und die strukturelle Ordnung der Halbleiter sowie deren kristalline und amorphe Phase gerichtet. Neben den MBE-Wachstumsprozessen wurden temperaturinduzierte resonante Raman-Streuung an ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ und ZnSe:N sowie Desorptions-, Adsorptions- und Phasenübergänge von a-As, a-Se und Sb studiert. Die Nitridierung von GaAs(100) mittels eines Stickstoffplasmas aus einer rf-Quelle wurde ebenso untersucht. Die Eigenschaften und Veränderungen der Halbleiterschichten und der Substrate während des Wachstums werden in Abhängigkeit von der Schichtdicke dargelegt. Die Ergebnisse werden mit entsprechenden theoretischen Modellen (z.B. Spatial-Correlation-Modell und Modified Random-Element-Isodisplacement (MREI)-Modell) verglichen
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Sheremet, Evgeniya. "Micro- and Nano-Raman Characterization of Organic and Inorganic Materials." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-188175.
Full textAbstract:
Die Raman-Spektroskopie ist eine der nützlichsten optischen Methoden zur Untersuchung der Phononen organischer und anorganischer Materialien. Mit der fortschreitenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen und der damit einhergehenden Verkleinerung der Strukturen von der Mikrometer- zur Nanometerskala nehmen das Streuvolumen und somit auch das Raman-Signal drastisch ab. Daher werden neue Herangehensweisen benötigt um sie mit optischer Spektroskopie zu untersuchen. Ein häufig genutzter Ansatz um die Signalintensität zu erhöhen ist die Verwendung von Resonanz-Raman-Streuung, das heißt dass die Anregungsenergie an die Energie eines optischen Überganges in der Struktur angepasst wird. In dieser Arbeit wurden InAs/Al(Ga)As-basierte Multilagen mit einer Periodizität unterhalb des Beugungslimits mittels Resonanz-Mikro-Raman-Spektroskopie und Raster-Kraft-Mikroskopie (AFM) den jeweiligen Schichten zugeordnet.
Ein effizienterer Weg um die Raman-Sensitivität zu erhöhen ist die Verwendung der oberflächenverstärkten Raman-Streuung (SERS). Sie beruht hauptsächlich auf der Verstärkung der elektromagnetischen Strahlung aufgrund von lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanzen in Metallnanostrukturen.
Beide oben genannten Signalverstärkungsmethoden wurden in dieser Arbeit zur oberflächenverstärkten Resonanz-Raman-Streuung kombiniert um geringe Mengen organischer und anorganischer Materialien (ultradünne Cobalt-Phthalocyanin-Schichten (CoPc), CuS und CdSe Nanokristalle) zu untersuchen. Damit wurden in beiden Fällen Verstärkungsfaktoren in der Größenordnung 103 bis 104 erreicht, wobei bewiesen werden konnte, dass der dominante Verstärkungsmechanismus die elektromagnetische Verstärkung ist.
Spitzenverstärkte Raman-Spektroskopie (TERS) ist ein Spezialfall von SERS, bei dem das Auflösungsvermögen von Licht unterschritten werden kann, was zu einer drastischen Verbesserung der lateralen Auflösung gegenüber der konventionellen Mikro-Raman-Spektroskopie führt. Dies konnte mit Hilfe einer Spitze erreicht werden, die als einzelner plasmonischer Streuer wirkt. Dabei wird die Spitze in einer kontrollierten Weise gegenüber der Probe bewegt. Die Anwendung von TERS erforderte zunächst die Entwicklung und Optimierung eines AFM-basierten TERS-Aufbaus und TERS-aktiver Spitzen, welche Gegenstand dieser Arbeit war. TERS-Bilder mit Auflösungen unter 15 nm konnten auf einer Testprobe mit kohlenstoffhaltigen Verbindungen realisiert werden. Die TERS-Verstärkung und ihre Abhängigkeit vom Substratmaterial, der Substratmorphologie sowie der AFM-Betriebsart wurden anhand der CoPc-Schichten, die auf nanostrukturierten Goldsubstraten abgeschieden wurden, evaluiert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die hohe örtliche Auflösung der TERS-Verstärkung die selektive Detektion des Signals weniger CdSe-Nanokristalle möglich macht.
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Deutschmann, Tim. "On Modeling Elastic and Inelastic Polarized Radiation Transport in the Earth Atmosphere with Monte Carlo Methods." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-161475.
Full textAbstract:
The three dimensional Monte Carlo radiation transport model McArtim is extended
to account for the simulation of the propagation of polarized radiation and the inelastic
rotational Raman scattering which is the cause of the so called Ring effect.
From the achieved and now sufficient precision of the calculated Ring effect new opportunities
in optical absorption spectroscopy arise. In the calculation the method of
importance sampling (IS) is applied. Thereby one obtains from an ensemble of
Monte Carlo photon trajectories an intensity accounting for the elastic
aerosol particle-, Cabannes- and the inelastic rotational Raman scattering (RRS) and
simultaneously an intensity, for which Rayleigh scattering is treated as an elastic scattering
process. By combining both intensities one obtains the so called filling-in (FI,
which quantifies the filling-in of Fraunhofer lines) as a measure for the strength of
the Ring effect with the same relative precision as the intensities.
The validation of the polarized radiometric quantities and the Ring effect is made by comparison
with partially published results of other radiation transport models.
Furthermore the concept of discretisation of the optical domain into grid cells is extended
by making grid cells arbitrarily joining into so called clusters, i.e. grid cell aggregates.
Therewith the program is able to calculate derivatives of radiometrically or spectroscopically
accessible quantities, namely the intensities at certain locations in the atmospheric radiation field
and the light path integrals of trace gas concentrations associated thereto, i.e. the product of the DOAS (differential optical absorption spectroscopy) method, with respect to optical
properties of aerosols and gases in connected spatial regions.
The first and second order derivatives are validated through so called self-consistency tests.
These derivatives allow the inversion of three dimensional tracegas and aerosol concentration
profiles and pave the way down to 3D optical scattered light tomography. If such tomographic inversion scheme is based solely on spectral intensitites the available second order derivatives allows the consideration of the curvature in the cost function and therefore allows implementation
of efficient optimisation algorithms.
The influence of the instrument function on the spectra is analysed in order
to mathematically assess the potential of DOAS to a sufficient degree. It turns out
that the detailed knowledge of the instrument function is required for an advanced
spectral analysis.
Concludingly the mathematical separability of narrow band signatures of absorption and
the Ring effect from the relatively broad band influence of the elastic scattering processes
on the spectra is demonstrated which corresponds exactly to the DOAS principle. In that procedure
the differential signal is obtained by approximately 4 orders of magnitude faster
then by the separate modelling with and without narrow band structures.
Thereby the fusion of the separated steps DOAS spectral analysis and subsequent
radiation transport modeling becomes computationally feasible.
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Sidorova, Mariia. "Timing Jitter and Electron-Phonon Interaction in Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors (SNSPDs)." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2021. http://dx.doi.org/10.18452/22296.
Full textAbstract:
Die vorliegende Doktorarbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Studie zweier miteinander verbundener Phänomene: Dem intrinsischen Timing-Jitter in einem supraleitendenden Nanodraht-Einzelphotonen-Detektor (SNSPD) und der Relaxation der Elektronenenergie in supraleitenden Filmen. Supraleitende Nanodrähte auf einem dielektrischen Substrat als mikroskopische Grundbausteine jeglicher SNSPDs stellen sowohl für theoretische als auch für experimentelle Studien komplexe Objekte dar. Die Komplexität ergibt sich aus der Tatsache, dass SNSPDs in der Praxis stark ungeordnete und ultradünne supraleitende Filme verwenden, die eine akustische Fehlanpassung zu dem zugrundeliegenden Substrat aufweisen und einen Nichtgleichgewichts-Zustand implizieren. Die Arbeit untersucht die Komplexität des am weitesten in der SNSPD Technologie verbreiteten Materials, Niobnitrid (NbN), indem verschiedene experimentelle Methoden angewandt werden. Als eine mögliche Anwendung der SNSPD-Technologie wird ein Prototyp eines dispersiven Raman-Spektrometers mit Einzelphotonen-Sensitivität demonstriert.This Ph.D. thesis is based on the experimental study of two mutually interconnected phenomena: intrinsic timing jitter in superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) and relaxation of the electron energy in superconducting films. Microscopically, a building element of any SNSPD device, a superconducting nanowire on top of a dielectric substrate, represents a complex object for both experimental and theoretical studies. The complexity arises because, in practice, the SNSPD utilizes strongly disordered and ultrathin superconducting films, which acoustically mismatch with the underlying substrate, and implies a non-equilibrium state. This thesis addresses the complexity of the most conventional superconducting material used in SNSPD technology, niobium nitride (NbN), by applying several distinct experimental techniques. As an emerging application of the SNSPD technology, we demonstrate a prototype of the dispersive Raman spectrometer with single-photon sensitivity.
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Szekeres, Gergő Péter. "Structure and Composition of the Protein Corona in Animal Cells." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2020. http://dx.doi.org/10.18452/21656.
Full textAbstract:
Die Charakterisierung der Protein-Nanopartikel-Wechselwirkungen in komplexen biomolekularen Systemen wie einer lebenden Zelle ist für die Pharma-, Medizin- und Umweltforschung von entscheidender Bedeutung. In solchen biomolekularen Systemen adsorbieren Proteine leicht auf der Oberfläche von Nanopartikeln, die die Proteinkorona bilden. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Charakterisierung der Proteinkorona in lebenden Zellen, wobei verschiedene analytische Ansätze kombiniert werden. Experimente mit oberflächenverstärkter Raman-Streuung (SERS) an reinen Proteinlösungen zeigten die Konzentrationsabhängigkeit der Protein-Gold-Nanopartikel-Wechselwirkungen, die zu unterschiedlichen SERS-Spektren führten und ermöglichten die Bestimmung von Proteinsegmenten, die an Citrat-stabilisierte Gold-Nanopartikel binden. In SERS-Experimenten mit lebenden Zellen wurde die Anwesenheit von Proteinfragmenten in der innersten Schicht der Proteinkorona, die als harte Proteinkorona bezeichnet wird, festgestellt. Eine analytische Methode, die Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese und Hochleistungs-Flüssigchromatographie-gekoppelte Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie kombiniert, wurde entwickelt, um die Bestandteile der Hartproteinkorona zu identifizieren. Die Proteomics-, SERS- und Cryo-Soft-X-Ray-Nanotomographiedaten, wobei letztere Informationen über die dreidimensionale Ultrastruktur der Zelle liefern, zeigen den Aufnahmemechanismus, die Verarbeitung, die Akkumulationsstelle, die molekulare Umgebung und die induzierten zellulären Reaktionen internalisierter Goldnanopartikel. Diese Arbeit validiert die Verwendung von SERS bei der Analyse der Proteinkorona in der Lösung von Modellproteinen und in lebenden Zellen und präsentiert eine geeignete Methode zur Analyse der unveränderten harten Proteinkorona, die in lebenden Zellen gebildet wird.The characterization of the protein-nanoparticle interactions in complex biomolecular systems such as a living cell is vital for pharmaceutical, medical, and environmental research fields. In such biomolecular systems, proteins readily adsorb on the surface of nanoparticles forming the protein corona. This thesis focuses on the characterization of the protein corona in living cells combining different analytical approaches. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) experiments on pure protein solutions revealed the concentration dependence of the protein-gold nanoparticle interactions resulting in different SERS spectra, and allowed for the determination of protein segments binding to citrate-stabilized gold nanoparticles. In live cell SERS experiments, the presence of protein fragments in the innermost layer of the protein corona, called the hard protein corona, was revealed. An analytical method combining sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and high-performance liquid chromatography-coupled electrospray ionization mass spectrometry was developed to identify the constituents of the hard protein corona. The proteomics, SERS, and cryo soft X-ray nanotomography data, the latter providing information of the three dimensional ultrastructure of the cell, reveal the uptake mechanism, processing, accumulation site, molecular environment, and the induced cellular responses of internalized gold nanoparticles. This work validates the use of SERS in the analysis of the protein corona in the solution of model proteins and in living cells, and presents a suitable method for the analysis of the unaltered hard protein corona formed in living cells.
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Pickartz, Sabrina. "All-optical control of fiber solitons." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2018. http://dx.doi.org/10.18452/19468.
Full textAbstract:
Das Thema dieser Arbeit ist eine mögliche Steuerung eines optischen Solitons in nichtlinearen optischen Fasern. Es gelang, die interessierenden Solitonparameter wie Intensität, Dauer und Zeitverschiebung durch die Wechselwirkung mit einer dispersiven Welle geringer Intensität kontrollierbar zu modifizieren.
Es wird eine neue analytische Theorie vorgestellt für die Wechselwirkung zwischen Solitonen und dispersiven Wellen, die auf der Kreuzphasenmodulation in nichtlinearen Fasern beruht. Das vorgestellte Modell kombiniert quantenmechnische Streutheorie und eine Erweiterung der Störungstheorie für Solitonen aus der nichtlinearen Optik. Damit wurden folgende neue Ergebnisse erzielt: (1) Die Entwicklung aller Solitonparameter wird korrekt vorhergesagt. Insbesondere wird die mögliche Verstärkung der Solitonamplitude erfolgreich bestimmt. (2) Passende Intervalle der Kontrollparameter, die eine effektive Solitonmanipulation garantieren, können quantitativ bestimmt werden. (3) Der Raman-Effekt wurde in die Modellbeschreibung eingebunden. Die klassische Abschätzung der Eigenfrequenzverschiebung des Solitons durch den Raman-Effekt wurde verbessert und erweitert durch eine neue Relation für den einhergehenden Amplitudenverlust. Weiterhin wurden solche Kontrollpulse bestimmt, die dieser Schwächung des Solitons entgegenwirken. Im Unterschied zu früheren Versuchen liefert die hier entwickelte Modellbeschreibung die passenden Parameterbereiche für eine stabile Auslöschung des Raman-Effektes. (4) Obwohl die Wechselwirkung selbst auf der Kreuzphasenmodulation basiert, spielt der ”self-steepening“- Effekt, der die Bildung von optischen Schocks beschreibt, eine entscheidende Rolle für eine effiziente Veränderung der Solitonparameter.This work discusses the problem how to control an optical soliton propagating along a non- linear fiber. The approach chosen here is to change soliton delay, duration and intensity in a simple, predictable manner by applying low-intensity velocity-matched dispersive light waves. A new analytic theory of cross-phase modulation interactions of solitons with dispersive control waves is presented which combines quantum mechanical scattering theory, a modified soliton perturbation theory and a multi-scale approach. This led to the following new results: (1) The evolution of all soliton parameters is correctly predicted. In particular the possible amplitude enhancement of solitons is successfully quantified, which could not be obtained by the standard formulation of the soliton perturbation theory. (2) General ranges for control parameters are quantitatively determined, which ensure an effective interaction. (3) The Raman effect is incorporated into the theory. The classical estimation of the Raman self-frequency shift is refined and expanded by a new relation for the amplitude loss arising with the Raman self-frequency shift. Furthermore, control pulses are identified which cancel soliton degradation due to Raman effect. In contrast to previously reported attempts with the interaction scheme under consideration, even parameter ranges are found which lead to a stable cancellation of the Raman effect. (4) New qualitative insights into the underlying process emerged. The prominent role of the self-steepening effect could be isolated. Though the pulse interaction is mediated by cross-phase modulation, the self-steepening effect causes an essential enhancement leading to much stronger changes in soliton parameters.
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Grüner, Barbara, Martin Schlesinger, Philipp Heister, Walter T. Strunz, Frank Stienkemeier, and Marcel Mudrich. "Vibrational relaxation and dephasing of Rb2 attached to helium nanodroplets." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-138750.
Full textAbstract:
The vibrational wave-packet dynamics of diatomic rubidium molecules (Rb2) in triplet states formed on the surface of superfluid helium nanodroplets is investigated both experimentally and theoretically. Detailed comparison of experimental femtosecond pump–probe spectra with dissipative quantum dynamics simulations reveals that vibrational relaxation is the main source of dephasing. The rate constant for vibrational relaxation in the first excited triplet state 13Σ+g is found to be constant γ ≈ 0.5 ns−1 for the lowest vibrational levels v [less, similar] 15 and to increase sharply when exciting to higher energiesDieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
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Grüner, Barbara, Martin Schlesinger, Philipp Heister, Walter T. Strunz, Frank Stienkemeier, and Marcel Mudrich. "Vibrational relaxation and dephasing of Rb2 attached to helium nanodroplets." Royal Society of Chemistry, 2011. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A27778.
Full textAbstract:
The vibrational wave-packet dynamics of diatomic rubidium molecules (Rb2) in triplet states formed on the surface of superfluid helium nanodroplets is investigated both experimentally and theoretically. Detailed comparison of experimental femtosecond pump–probe spectra with dissipative quantum dynamics simulations reveals that vibrational relaxation is the main source of dephasing. The rate constant for vibrational relaxation in the first excited triplet state 13Σ+g is found to be constant γ ≈ 0.5 ns−1 for the lowest vibrational levels v [less, similar] 15 and to increase sharply when exciting to higher energies.Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.
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Silveira, Nádya Pesce da. "Spektroskopische untersuchung an cs2 in mischung mit polystyrol durch depolarisierte rayleigh-und raman-streung." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 1993. http://hdl.handle.net/10183/28726.
Full text
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Moeferdt, Matthias. "Nonlocal and Nonlinear Properties of Plasmonic Nanostructures Within the Hydrodynamic Drude Model." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2017. http://dx.doi.org/10.18452/18129.
Full textAbstract:
In dieser Arbeit werden die nichtlokalen sowie nichtlinearen Eigenschaften plasmonischer Nanopartikel behandelt, wie sie im hydrodynamischen Modell enthalten sind. Das hydrodynamische Materialmodell stellt eine Erweiterung des Drude Modells dar, in der Korrekturen in der Beschreibung des Elektronenplasmas berücksichtigt werden. Einer ausführlichen Einführung des Materialmodells folgt eine analytische Diskussion der Auswirkungen der Nichtlokalität am Beispiel eines einzelnen Zylinders. Hierbei werden die durch die Nichtlokalität herbeigeführten Frequenzverschiebungen in den Streu- und Absorptionsspektren quantifiziert und asymptotisch behandelt. Des Weiteren wird mit Hilfe einer konformen Abbildung das Problem eines zylindrischen Dimers in der Elektrostatischen Näherung gelöst und die Moden der Struktur bestimmt. Diese Untersuchungen dienen als maßgebliche Grundlage für weiterführende numerische Studien die mit der diskontinuierlichen Galerkin Zeitraummethode durchgeführt werden. Die durch die analytischen Betrachtungen gewonnene Kenntnis der Moden ermöglicht es, im Zusammenhang mit gruppentheoretischen Betrachtungen und numerischen Untersuchungen, rigorose Auswahlregeln für die Anregung der Moden durch lineare und nichtlineare Prozesse aufzustellen. In weiterführenden numerischen Simulationen werden außerdem Strukturen niedrigerer Symmetrie, auf die sich die Auswahlregeln übertragen lassen, untersucht. Zudem werden numerische Studien präsentiert in denen der Einfluss der Nichtlokalität auf Feldüberhöhungen in Dimeren und doppel-resonantes Verhalten (es liegt sowohl bei der Frequenz des eingestrahlten Lichtes als auch bei der zweiten harmonischen eine Resonanz vor) untersucht werden.This thesis deals with the nonlocal and nonlinear properties of plasmonic nanoparticles, as described by the hydrodynamic model. The hydrodynamic material model represents an extension of the Drude model that contains corrections to the descriptions of the electron plasma. After a thorough derivation of the material model, analytical discussions of nonlocality are presented for the example of a single cylinder. The frequency shifts in the scattering and absorption spectra are quantified and treated asymptotically. Furthermore, by applying a conformal map, the problem of a cylindrical dimer is solved in the electrostatic limit and the modes of the structure are determined. These investigations lay the foundations for numerical investigations which are performed employing the discontinuous Galerkin time domain method. The analytical knowledge of the modes, in conjunction with group theoretical considerations and numerical analysis, enables the formulation of rigorous selection rules for the excitation of modes by linear and nonlinear processes. In further numerical studies, the influence of nonlocality on the field enhancement in dimer structures and double-resonant behavior (a resonance is found at the frequency of the incoming light and at the second harmonic) are investigated.
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Küstner, Bernd. "Wirkstoff-Substrat-Charakterisierung und Protein-Lokalisierung mittels Raman-Streuung." Doctoral thesis, 2009. https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40845.
Full textAbstract:
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, wie verschiedene Techniken zur Verstärkung der Raman-Streuung eingesetzt werden können, um selektiv und sensitiv Wirkstoffe zu charakterisieren und Proteine zu lokalisieren. Die UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie wurde zur selektiven Verfolgung der Wirkstoff-Substrat-Wechselwirkung zwischen einem Guanidiniocarbonyl-basierten Peptidrezeptor und seinem Substrat eingesetzt. Durch die enorme Resonanzverstärkung der Ramanstreuung konnten in einer Bindungsstudie die spektralen Änderung bei der Komplexierung des Rezeptors mit einem Tetrapeptid bei submillimolarer Konzentration in Wasser verfolgt werden. Die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (surface-enhanced Raman scattering, SERS) wurde zur ultrasensitiven Detektion von festphasengebundenen Substanzen eingesetzt. Die selektive Verstärkung der auf dem Harz gebundenen Substanz wurde durch aggregierte Silber-Nanopartikeln auf der Oberfläche der Harzkügelchen ermöglicht. So konnte auf einem einzigen Harzkügelchen in wenigen Sekunden das SERS-Spektrum einer Substanzmenge von nur 50 fmol aufgenommen werden. In einem SERS-mikroskopischen Raster-Experiment an der Oberfläche eines einzelnen Harzpartikels konnte die hohe Reproduzierbarkeit dieser Technik demonstriert werden. Zwei neue SERS-Marker zur Detektion von Biomolekülen werden abschließend vorgestellt. Bei beiden Marker-Typen werden die Raman-Signale von selbstorganisierenden Monolagen (self-assembled monolayer, SAM) aus Raman-Markern durch Gold/Silber-Nanoschalen als SERS-Substrat verstärkt. Der erste neue SERS-Marker-Typ wurde mit einer SAM aus Raman-Markern mit zwei unterschiedlich langen hydrophilen Abstandshalter-Gruppen synthetisiert. Über das Verhältnis von kurzem zu langem Abstandshalter kann die sterische Hinderung der Bindungsstellen in der SAM zur kontrollierten Konjugation an Antikörper minimiert werden. Der zweite SERS-Marker-Typ beruht auf der Silicaverkapselung einer SAM auf den Gold/Silber-Nanoschalen. Die silicaverkapselten SERS-Marker konnten nach der Oberflächenfunktionalisierung mit Amino-Gruppen über heterobifunktionelle Verknüpfungsreagenzien an Antikörper gekoppelt werden. Beide SERS-Marker wurden zur immunhistochemischen Lokalisierung des prostataspezifischen Antigens in Prostatagewebeschnitten eingesetztDifferent Raman techniques have been employed for the selective and sensitive characterization of drug-substrate interactions and for the selective localization of proteins. UV resonance Raman spectroscopy was used to monitor selectively the drug-target interaction between a guanidiniocarbonyl-based peptide receptor and its substrate. Due to the enormous resonance enhancement of the Raman scattering the spectral changes upon complexation of the receptor with a tetrapeptide could be characterized in a binding study at a submillimolar concentration in water. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) was employed for the ultra-sensitive detection of solid-phase bound substances. The selective enhancement of the solid-phase bound substance was realized with help of aggregated silver nanoparticles on the surface of the solid support. It was possible to detect a total amount of only approx. 50 fmole of the substance on a single resin bead. The high reproducibility of this technique was demonstrated in a SERS mapping experiment. Two approaches to new SERS labels for the detection of biomolecules are presented. In both types of labels the signal is generated from self-assembled monolayers (SAM) of Raman labels on gold/silver nanoshells as the SERS substrate. The first new type of SERS labels was synthesized with a SAM of Raman labels containing hydrophilic spacer groups with different lengths. The stoichiometric ratio between the short and the long spacer allows a minimization of the sterical hinderance of the reactive groups in the SAM for a controlled conjugation to antibodies. The second type of SERS labels includes the silica-encapsulation of a SAM on gold/silver nanoshells. The surface of the silica-encapsulated SERS labels were aminofunctionalized and conjugated to antibodies via heterobifunctional crosslinkers. With both types of SERS labels the prostate-specific antigen as a target protein was localized in prostate tissue sections
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Küstner, Bernd [Verfasser]. "Wirkstoff-Substrat-Charakterisierung und Protein-Lokalisierung mittels Raman-Streuung / vorgelegt von Bernd Küstner." 2009. http://d-nb.info/999461397/34.
Full text
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Kostrewa, Stefan [Verfasser]. "Untersuchungen zur oberflächenverstärkten Raman-Streuung an chemisch modifizierten Metallsubstraten / vorgelegt von Stefan Kostrewa." 2001. http://d-nb.info/963477706/34.
Full text
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Döring, Gordon [Verfasser]. "Untersuchung der elektronischen Struktur von CuO mit resonanter Röntgen-Raman-Streuung / vorgelegt von Gordon Döring." 2001. http://d-nb.info/963473778/34.
Full text
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Gellner, Magdalena. "Plasmonisch aktive Kern/Schale-Nanopartikel für die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie." Doctoral thesis, 2012. https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2012030810053.
Full textAbstract:
In der vorliegenden Dissertation werden verschiedene plasmonisch aktive Kern/Schale-
Nanopartikel synthetisiert, experimentell und theoretisch charakterisiert und in analytischen Anwendungen der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (engl. surface-enhanced Raman scattering, SERS) eingesetzt.
Es werden die optischen Eigenschaften von Gold/Silber-Nanoschalen mit durchstimmbaren Plasmonbanden behandelt. Motivation dafür ist die Frage nach optimalen SERS-Markern für die rote Laseranregung (λ = 632.8 nm). In SERS-Anwendungen gibt es die Möglichkeit mehrere Marker-Moleküle auf die Oberfläche der Nanopartikel aufzubringen, um so eine erhöhte Multiplexing-Kapazität zu generieren. Diese Option der gemischten Monolagen wird in der vorliegenden Arbeit untersucht. Es werden SERS-Marker-Konzepte für die rote Laseranregung basierend auf einzelnen Nanopartikeln gezeigt. Außerdem wird dargestellt, inwieweit sich durch
die Anordnung von Nanopartikeln in allen drei Raumdimensionen neue SERS-Marker-
Konzepte mit sehr guten plasmonischen Eigenschaften realisieren lassen. In den oben beschriebenen Kapiteln übernehmen Nanopartikel die Rolle des SERS-Substrats für den selektiven Nachweis eines bestimmten Zielmoleküls (z.B. Antigens). Neben diesen Anwendungen können Nanopartikel jedoch auch noch als SERS-Substrat für die markierungsfreie Detektion von Analytmolekülen eingesetzt werden. In dieser Dissertation wird die Herstellung, Charakterisierung und der Einsatz eines integrierten SERS-Substrats für die kombinierte Festphasensynthese und Analytik mittels plamonisch
aktiver Gold/Glas-Kern/Schale-Nanopartikel auf Harz-Mikrokugeln behandelt.
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Manz, Thomas [Verfasser]. "Stimulierte Stokes- und Anti-Stokes-Raman-Streuung mit Bessel-Bündeln in Aceton und Wasserstoff / vorgelegt von Thomas Manz." 2005. http://d-nb.info/975789325/34.
Full text
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Huang, Qing. "Impurity-induced resonant Raman scattering in GaAs below the band gap at low temperature." Doctoral thesis, 2000. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5D51-1.
Full text
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Berge, Burkhard. "Aufbau eines Experiments zur Untersuchung umweltrelevanter Prozesse von einzelnen levitierten Mikropartikeln mit Hilfe von elastischer und inelastischer Lichtstreuung sowie der Massenspektrometrie." Doctoral thesis, 2004. https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2004012610.
Full textAbstract:
Als Aerosol bezeichnet man ein Ensemble aus festen oder flüssigen Partikeln, getragen von einem gasförmigen Medium. Zur Untersuchung von einzelnen über längere Zeit berührungsfrei gespeicherten Modellaerosolpartikeln wurde ein Experiment aufgebaut und charakterisiert. Eine elektrodynamische Falle nach Paul dient zur berührungsfreien Speicherung. In verschiedenen Rezipienten können Umweltparameter, wie die Temperatur, der Druck und die Gaszusammensetzung kontrolliert werden. Mit Hilfe der elastischen Mie-Streung und der inelastischen Raman-Streuung monochromatischen Lichts wird auf die Zusammensetzung, die Größe und den Brechungsindex in situ rückgeschlossen. Eine Computer-basierte Mess- und Regelungstechnik ermöglicht Prozessstudien mit Messdauern von einigen Sekunden bis zu mehreren Tagen, in denen die Änderung oben genannter Partikeleigenschaften unter Vorgabe bestimmter Umweltparameter beobachtet werden können. Zur Abschätzung der Größe von sphärischen und kristallinen Partikeln wurde eine Methode entwickelt, die die Musteranalyse des Streulichtfernfelds mit Hilfe der räumlichen Fourier-Transformation als Grundlage hat.Schnelle Prozesse, wie z.B. die Bewegung des Teilchens in der Falle oder Phasenübergänge von gespeicherten Partikeln, können mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen und mit Musteranalyseverfahren charakterisiert werden.Schließlich wird die chemische Totalanalyse von einzelnen Partikeln unter Anwendung eines time-of-flight-Massenspektrometers beschrieben. Einzelne Partikel werden dazu mit Hilfe eines Transfersystems aus der Speicherumgebung in das Massenspektrometer überführt und anschließend ex situ analysiert.
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Kranert, Christian. "Investigation of wide-bandgap semiconductors by UV Raman spectroscopy: resonance effects and material characterization." Doctoral thesis, 2014. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A13130.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von weitbandlückigen Halbleitern mittels Raman-Spektroskopie. Diese wurde vorwiegend unter Verwendung von Licht einer Wellenlänge von 325 nm im ultravioletten Spektralbereich angeregt. Damit konnten zum einen aufgrund eines erhöhten Streuquerschnittes Messungen zur Probencharakterisierung durchgeführt werden, die mit Anregung im sichtbaren Spektralbereich nicht möglich gewesen wären. Zum anderen wurden bei dieser Anregungswellenlänge auftretende Resonanzeffekte untersucht. Dabei werden zwei verschiedene Materialsysteme behandelt: zum einen Kristalle mit Wurtzitstruktur und zum anderen binäre und ternäre Sesquioxide mit Metallionen der III. Hauptgruppe.
An den Kristallen mit Wurtzitstruktur wurde die Streuung des Anregungslichts mit Energie oberhalb der Bandlücke an longitudinal-optischen (LO) Phononen untersucht. Die Streuung an einzelnen LO-Phononen wird unter diesen Anregungsbedingungen von einem Prozess dominiert, der eine elastische Streuung beinhaltet, durch die die Impulserhaltung verletzt wird. Es wurde ein Modell aufgestellt, dass zwischen einer elastischen Streuung an der Oberfläche und an Punktdefekten unterscheidet, und mit Hilfe von Experimenten verifiziert. Weiterhin wurde der Einfluss von Ladungsträgern auf die Energie der LO-Phononen untersucht und es wird eine Anwendung dieser Erkenntnisse zur Charakterisierung der Oberfläche von Zinkoxid vorgestellt.
An den binären Oxiden des Galliums und Indiums wurden die Energien der Phononenmoden ermittelt und die resonante Verstärkung bei der verwendeten Anregungswellenlänge untersucht. Für das Galliumoxid wurde dabei insbesondere die Anisotropie des Materials berücksichtigt. Für das Indiumoxid wird dargestellt, dass durch die resonante Anregung alle Phononenmoden beobachtet werden können, was insbesondere auch die Bestimmung der Phononenmoden von Dünnschichtproben ermöglicht. Weiterhin waren Mischkristalle des Galliumoxids Untersuchungsgegenstand, in denen das Gallium teilweise durch Indium oder Aluminium ersetzt wurde. Die Phononenenergien wurden in Abhängigkeit der Zusammensetzung ermittelt und der Einfluss von strukturellen Eigenschaften darauf sowie das Auftreten von Phasenübergängen untersucht.
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Ludemann, Michael. "In situ Raman-Spektroskopie an Metallphthalocyaninen: Von ultradünnen Schichten zum organischen Feldeffekttransistor." Doctoral thesis, 2014. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A20482.
Full textAbstract:
Im ersten Teil der Arbeit werden Signalverstärkungsmechanismen für Raman-Spektroskopie erschlossen und evaluiert. Die als geeignet bewerteten Methoden finden im zweiten Teil ihre Anwendung zur Untersuchung der vibronischen Eigenschaften von dünnen Manganphthalocyaninschichten, die anschließend mit Kalium interkaliert werden. Hierbei sind verschiedene Phasen identifizierbar, die ein ganzzahliges Verhältnis von Kaliumatomen zu Manganphthalocyaninmolekülen besitzen. Im dritten Teil werden die elektrischen Eigenschaften durch die Verwendung dieses Materialsystems als aktives Medium eines Feldeffekttransistors untersucht.:1. Einleitung
2. Theoretische Grundlagen der angewendeten Effekte
3. Experimentelle Details
4. Herstellung, Charakterisierung und Optimierung von Substraten für Raman-Oberflächenverstärkungseffekte
5. Untersuchung zu Verstärkungsmechanismen des Raman-Effekts an dünnen organischen Schichten
6. Interkalation mit Kalium in dünne Schichten aus Manganphthalocyanin
7. MnPc unter Spannungs- und Stromeinfluss - Der Feldeffekttransistor
8. Zusammenfassung
Anhang
Literatur
Abbildungsverzeichnis
Eidesstattliche Versicherung
Lebenslauf
Liste wissenschaftlicher Leistungen
Danksagung
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Steinigeweg, Dennis. "Optische Charakterisierung einzelner SERS-Nanopartikel-Cluster." Doctoral thesis, 2013. https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2013051310830.
Full textAbstract:
Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung einzelner Edelmetallnanopartikel-Cluster für die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (engl. surface-enhanced Raman scattering; SERS). In Clustern treten stark lokalisierte Regionen mit sehr hohen Feldverstärkungen auf (engl. hot spots), die den SERS-Effekt extrem verstärken. In der Regel werden Metallnanopartikel in kolloidaler Suspension untersucht, so dass nur Aussagen über das gesamte Kolloid und nicht über einzelne Cluster getroffen werden können. Für die Identifizierung von Struktur-Eigenschafts-Korrelationen wurden in dieser Arbeit daher einzelne Cluster optisch und elektronenmikroskopisch charakterisiert. Der erste Teil der vorliegenden Arbeit beschreibt neue Ansätze zur Trennung von glasverkapselten SERS-Nanopartikel-Clustern mit Hilfe der Dichtegradientenzentrifugation sowie die Etablierung einer modifizierten Synthesevorschrift zur Herstellung von monodispersen Silbernanopartikeln. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der optischen Charakterisierung einzelner SERS-Cluster und den dafür notwendigen experimentellen Umbauten eines bestehenden Versuchsaufbaus. Anschließend wird die oberflächenverstärkte Raman-Streuung von SERS-Clustern in Abhängigkeit der Polarisation gemessen und die lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanz (engl. localized surface plasmon resonance; LSPR) von Nano- und Mikrostrukturen bestimmt.
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Schneider, Andreas. "In situ- und online-Raman-Spektroskopie zur Analyse von Halbleiterheterostrukturen aus ZnSxSe1-x und Gruppe-III-Nitriden." Doctoral thesis, 2001. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A17815.
Full textAbstract:
In situ and online Raman spectroscopy - also known as Raman monitoring - offers the excellent opportunity among other possibilities for the evaluation of Raman spectra to investigate semiconductor layers during their growth without any interruption. Not only the surface properties of such layers can be studied, also simultaneously the substrate and the interface layer/substrate can be analysed.
This study presents the analysis of growth processes of ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ and GaN layers as well the investigation of nitrogen doped ZnSe:N. Molecular beam epitaxy (MBE) was used for the fabrication of these layers. The analysis of the Raman spectra was focused on the chemical composition of the semiconductor material, the stress in layer and substrate, the incorporation of extraneous atoms like nitrogen radicals into a crystal, the doping and structural order of the semiconductor and as well on the crystalline and amorphous phase of the material. Additionally to the MBE growth processes, the temperature induced resonant Raman scattering of ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ and ZnSe:N and also the desorption, adsorption and phase transition of a-As, a-Se and Sb were studied. Further investigations were undertaken on the nitridation of GaAs(100) by means of a nitrogen plasma generated in an rf-plasma source.
The properties and changes of the semiconductor layers and the substrate depending on the layer thickness during growth are evaluated. The results are compared with theoretical models (e.g. spatial correlation model and modified random-element-isodisplacement (MREI) model).In situ- und online-Raman-Spektroskopie oder auch Raman-Monitoring genannt bietet unter anderem die ausgezeichnete Möglichkeit, das Wachstum von Halbleiterschichten ohne Unterbrechung zu verfolgen. Dabei können nicht nur die Oberflächeneigenschaften untersucht werden, sondern es können gleichzeitig auch Informationen über das Substrat und über die Grenzfläche Schicht/Substrat gemacht werden. In der vorliegenden Arbeit wurden die Wachstumsprozesse von ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/- und GaN-Schichten sowie des stickstoffdotierten ZnSe:N untersucht. Zur Schichtherstellung wurde die Molekularstrahlepitaxie (MBE) verwendet. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf die chemische Zusammensetzung der Halbleitermaterialien, Verspannungen von Schicht und Substrat, auf den Einbau von Fremdatomen wie Stickstoffradikale in ein Kristall, die Dotierung und die strukturelle Ordnung der Halbleiter sowie deren kristalline und amorphe Phase gerichtet. Neben den MBE-Wachstumsprozessen wurden temperaturinduzierte resonante Raman-Streuung an ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ und ZnSe:N sowie Desorptions-, Adsorptions- und Phasenübergänge von a-As, a-Se und Sb studiert. Die Nitridierung von GaAs(100) mittels eines Stickstoffplasmas aus einer rf-Quelle wurde ebenso untersucht. Die Eigenschaften und Veränderungen der Halbleiterschichten und der Substrate während des Wachstums werden in Abhängigkeit von der Schichtdicke dargelegt. Die Ergebnisse werden mit entsprechenden theoretischen Modellen (z.B. Spatial-Correlation-Modell und Modified Random-Element-Isodisplacement (MREI)-Modell) verglichen.
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Thiele, Olaf. "Faseroptische Gemischbildungsanalyse in Otto-Motoren bei direkteinspritzenden Brennverfahren." Doctoral thesis, 2004. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B441-3.
Full text
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Deutschmann, Tim. "On Modeling Elastic and Inelastic Polarized Radiation Transport in the Earth Atmosphere with Monte Carlo Methods: On Modeling Elastic and Inelastic PolarizedRadiation Transport in the Earth Atmosphere withMonte Carlo Methods." Doctoral thesis, 2014. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A13186.
Full textAbstract:
The three dimensional Monte Carlo radiation transport model McArtim is extended
to account for the simulation of the propagation of polarized radiation and the inelastic
rotational Raman scattering which is the cause of the so called Ring effect.
From the achieved and now sufficient precision of the calculated Ring effect new opportunities
in optical absorption spectroscopy arise. In the calculation the method of
importance sampling (IS) is applied. Thereby one obtains from an ensemble of
Monte Carlo photon trajectories an intensity accounting for the elastic
aerosol particle-, Cabannes- and the inelastic rotational Raman scattering (RRS) and
simultaneously an intensity, for which Rayleigh scattering is treated as an elastic scattering
process. By combining both intensities one obtains the so called filling-in (FI,
which quantifies the filling-in of Fraunhofer lines) as a measure for the strength of
the Ring effect with the same relative precision as the intensities.
The validation of the polarized radiometric quantities and the Ring effect is made by comparison
with partially published results of other radiation transport models.
Furthermore the concept of discretisation of the optical domain into grid cells is extended
by making grid cells arbitrarily joining into so called clusters, i.e. grid cell aggregates.
Therewith the program is able to calculate derivatives of radiometrically or spectroscopically
accessible quantities, namely the intensities at certain locations in the atmospheric radiation field
and the light path integrals of trace gas concentrations associated thereto, i.e. the product of the DOAS (differential optical absorption spectroscopy) method, with respect to optical
properties of aerosols and gases in connected spatial regions.
The first and second order derivatives are validated through so called self-consistency tests.
These derivatives allow the inversion of three dimensional tracegas and aerosol concentration
profiles and pave the way down to 3D optical scattered light tomography. If such tomographic inversion scheme is based solely on spectral intensitites the available second order derivatives allows the consideration of the curvature in the cost function and therefore allows implementation
of efficient optimisation algorithms.
The influence of the instrument function on the spectra is analysed in order
to mathematically assess the potential of DOAS to a sufficient degree. It turns out
that the detailed knowledge of the instrument function is required for an advanced
spectral analysis.
Concludingly the mathematical separability of narrow band signatures of absorption and
the Ring effect from the relatively broad band influence of the elastic scattering processes
on the spectra is demonstrated which corresponds exactly to the DOAS principle. In that procedure
the differential signal is obtained by approximately 4 orders of magnitude faster
then by the separate modelling with and without narrow band structures.
Thereby the fusion of the separated steps DOAS spectral analysis and subsequent
radiation transport modeling becomes computationally feasible.:1.1. Radiation Transport Modeling and Atmospheric State Inversion
1.2. Vector RTE Solution Methods
1.3. Scope of the Thesis
1.4. Outline of the Thesis
2.1. General Structure
2.1.1. Chemical Composition of the Gas Phase
2.1.2. The Troposphere, Temperature and Pressure Vertical Structure
2.1.3. The Stratosphere
2.2. Aerosols and Clouds
2.2.1. Classification and Morphology
2.2.2. Water Related Particle Growth and Shrinking Processes
2.2.3. Size Spectra and Modes
3.1. Electromagnetic Waves
3.1.1. Maxwell\''s Equations
3.1.2. Measurement of Electromagnetic Waves
3.1.3. Polarization State of EM Waves
3.1.4. Stokes Vectors
3.2. Scattering and Absorption of EM Waves by Molecules and Particles
3.2.1. General Description of Scattering and Coordinate Systems
3.2.2. Molecular Scattering
3.2.3. Molecular Absorption Processes and Electronic Molecular States
3.2.4. Scattering On Spherical Particles - Mie Theory
3.3. Mathematical Description of Radiation Transport
3.3.1. Radiance and Irradiance
3.3.2. Absorption, Scattering and Extinction Coefficients
3.3.3. Optical Thickness and Transmission
3.3.4. Scattering
3.3.5. Incident (Ir)Radiance
3.3.6. The Black Surface Single Scattering Approximation
3.3.7. Radiative Transfer Equations
4.1. General Monte Carlo Methods
4.1.1. Numerical Integration
4.1.2. Importance Sampling and Zero Variance Estimates
4.1.3. Optimal Sampling
4.1.4. Sampling from Arbitrary Distributions
4.2. Path Generation or Collision Density Estimation
4.2.1. Discretization of the Optical Domain into Cells and Clusters
4.2.2. RTE Integral Form
4.2.3. Formal Solution of the IRTE
4.2.4. Overview on Monte Carlo RTE Solution Algorithms
4.2.5. Crude Monte Carlo
4.2.6. Sequential Importance Sampling (SIS) or Path Generation
4.3. Importance Sampling in Monte Carlo SIS Radiative Transfer
4.3.1. Weights for Alternate Kernels
4.3.2. Weights in the Calculation of RTE Functional Estimates
4.3.3. Application of IS to Mie Phase Functions Scatter Angle Sampling
5.1. Radiances, Intensities and the Reciprocity Theorem
5.1.1. Scalar Radiance Estimates
5.1.2. Backward Monte Carlo Scalar Radiance
5.1.3. Vector Radiances
5.2. Radiance Derivatives
5.2.1. Variables for Radiance Derivatives
5.3. Validation of Functionals
5.3.1. Validation of Vector Radiances
5.3.2. Validation of Radiance Derivatives
6.1. A Simply Structured Instrument Forward Model
6.2. Pure Atmospheric Spectra and Absorption
6.2.1. Direct Light Spectra
6.2.2. Scattered Sun Light Spectra
6.3. (D)OAS from the Perspective of Radiative Transfer Modeling
6.3.1. (Rest) Signatures of Weakly Absorbing Gases
6.3.2. Spectroscopic Measurements and Standard DOAS
6.4. DOAS Analysis Summary
6.4.1. DSCD Retrieval
6.4.2. Inversion
7.1. RRS-Modified RTE
7.1.1. RRS Cross Sections for Scattering out and into a Wavelength
7.1.2. Modification of the RTE Loss and Source Terms
7.2. Intensity Estimates Considering Rotational Raman Scattering
7.2.1. RRS in the Path Sampling Procedure
7.2.2. Adjoint RRS Correction Weights
7.2.3. Local Estimates of Intensities with RRS
7.2.4. Intensity Estimates
7.3. Ring Spectra
7.3.1. Elastic Biasing of the Local Estimates
7.3.2. Cumulative Weights and Local Estimates
7.3.3. Test of the Elastic Biasing
7.4. Validation
7.4.1. Comparison to an Analytic Single Scattering Code
7.4.2. Single Scattering Model Including Rotational Raman Scattering
7.4.3. Multiple Scattering Model Comparison
7.4.4. Comparison with A Measurement
7.4.5. Validation of Approximate Methods For Ring Effect Modeling
7.5. Summary and Discussion
8.1. Status and Summary
8.1.1. Ring-Effect and Absorption Corrected Radiances
8.1.2. Derivatives of Radiometric Quantities Accessible Through Spectroscopy
8.1.3. Polarization
8.1.4. Time Integrated Sensitivities for 3D UV/vis/NIR Remote Sensing
8.2. Outlook
A.1. Zero Variance Estimates
A.2. Free Path Length Sampling in a Homogeneous Medium
A.3. Cumulative Differential Scatter Cross Sections
A.3.1. Cardanic formulas
A.3.2. Rayleigh and Raman Phase Functions
A.3.3. Henyey-Greenstein Model
A.3.4. Legendre Polynomial Phase Function Model
A.3.5. Table Methods
A.4. Greens Function in the Derivation of the IRTE
A.5. Source Code For Stokes Vector Transformation Plot
B.1. 1st Order Derivatives
B.2. 2nd Order Derivatives
B.3. Hessian of Integrals Depending on Many Variables
C.1. Slit Function f Derivatives
C.2. Signal Sn Derivatives
C.3. Chi Square Spline Fitting
C.3.1. Constrained Non-Linear Least Square Problem
C.3.2. Spline Fitting
C.3.3. Jacobians and Hessian