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Showing 1 to 6 of 6 (0.045 seconds)Spelling suggestions: "subject:"fieldmicroscope"" "subject:"videomicroscopy""
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Single Molecule Diffusion in Liquid CrystalsPumpa, Martin 18 December 2014 (has links) (PDF)
The present work introduces a new method that is used to explore the connection between molecular order and molecular dynamics in liquid crystals. In liquid crystals, the building blocks show a liquid like disorder in at least one dimension of space with an otherwise crystalline like positional or orientational long range order. A new microscope is introduced that combines polarization measurements with the ability to track single fluorescent probe molecules in a thin sample of ordered liquid crystal. A new method for the analysis of orientation dependent diffusion is also introduced. It can be used to spatially resolve the anisotropic diffusion of the probe molecules. With this setup, molecular structure and molecular dynamics can be directly compared on a μm scale.
Three different kinds of liquid crystal samples are analyzed with the new experimental method. First, twisted nematic liquid crystal cells are used to verify a proposed model for the connection between molecular structure and the dynamics in twisted nematic cells. Second, the liquid crystal structure and probe mobility are analyzed in homogeneous samples in a temperature regulated environment. The third experiment focuses on the combination of both of these scenarios. Different domains in a heterogeneous section of a sample are analyzed with different methodical approaches at various temperatures.
The results display the close connection between molecular order and molecular dynamics in the samples. It is also found that the probe molecules introduce local distortions in the director field of the host material. Despite this realization, only the absolute value of the probes mobility seems to be effected. The anisotropy of the translational diffusion of the probe molecules resembles the results found in the literature on the self-diffusion of the liquid crystal molecules. The anisotropy also follows the same temperature dependence as the order of the host molecules. Using these results and the new method of analyzing single molecule tracking data, it is shown that the structure of a heterogeneous sample can be spatially resolved, only by means of single probe molecule tracking.
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Single Molecule Diffusion in Liquid CrystalsPumpa, Martin 11 March 2014 (has links)
The present work introduces a new method that is used to explore the connection between molecular order and molecular dynamics in liquid crystals. In liquid crystals, the building blocks show a liquid like disorder in at least one dimension of space with an otherwise crystalline like positional or orientational long range order. A new microscope is introduced that combines polarization measurements with the ability to track single fluorescent probe molecules in a thin sample of ordered liquid crystal. A new method for the analysis of orientation dependent diffusion is also introduced. It can be used to spatially resolve the anisotropic diffusion of the probe molecules. With this setup, molecular structure and molecular dynamics can be directly compared on a μm scale.
Three different kinds of liquid crystal samples are analyzed with the new experimental method. First, twisted nematic liquid crystal cells are used to verify a proposed model for the connection between molecular structure and the dynamics in twisted nematic cells. Second, the liquid crystal structure and probe mobility are analyzed in homogeneous samples in a temperature regulated environment. The third experiment focuses on the combination of both of these scenarios. Different domains in a heterogeneous section of a sample are analyzed with different methodical approaches at various temperatures.
The results display the close connection between molecular order and molecular dynamics in the samples. It is also found that the probe molecules introduce local distortions in the director field of the host material. Despite this realization, only the absolute value of the probes mobility seems to be effected. The anisotropy of the translational diffusion of the probe molecules resembles the results found in the literature on the self-diffusion of the liquid crystal molecules. The anisotropy also follows the same temperature dependence as the order of the host molecules. Using these results and the new method of analyzing single molecule tracking data, it is shown that the structure of a heterogeneous sample can be spatially resolved, only by means of single probe molecule tracking.
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Mikroskopie und optische Spektroskopie an heterogenen Nano- und Mikrostrukturen: Halbleiter-Nanokristalle, molekulare Farbstofffilme und funktionalisierte HybridstrukturenTrenkmann, Ines 23 July 2015 (has links) (PDF)
In dieser Arbeit wird die Abhängigkeit der Photolumineszenz (PL) von CdSe/ZnS-Nanokristallen von der Umgebung und der Einfluss der Filmdicke und -morphologie auf die optische Absorption von Farbstofffilmen untersucht sowie die Oberfläche von Hybridstrukturen durch Funktionalisierung mit Farbstoff analysiert.
Untersuchungen von CdSe/ZnS-Nanokristallen in Toluol-Lösung zeigen, dass die PL-Intensität der Nanopartikel durch Zugabe des organischen Halbleiters TPD gequencht wird. Die zusätzliche Auswertung der PL-Lebensdauer verdeutlicht, dass die Abnahme (fast) vollständig durch statisches Quenchen, infolge der Abnahme der Anzahl der mittierenden Nanokristalle verursacht wird, bei einem Anstieg der langlebigsten Lebensdauerkomponente. Die Analyse der PL-Unterbrechung einzelner Nanokristalle auf PVA und Siliziumoxid sowie eingebettet in PS und TPD zeigt eine Ab- bzw. Zunahme der Häufigkeit langer An- bzw. Aus-Zeiten und somit eine deutliche Abhängigkeit der PL-Unterbrechung von den dielektrischen Eigenschaften der Umgebung. Bei Variation der Anregungsleistung zeigt sich für einzelne Nanokristalle auf Siliziumoxid und eingebettet in TPD eine lineare Zunahme der Blinkaktivität und eine Abnahme des An-Zeit-Anteils. Die Änderung der Verteilungen der An- und Aus-Zeiten zeigen eine deutliche Abhängigkeit von der Matrix.
Die Untersuchung der optischen Absorption von aufgedampften MePTCDI- und Cl4MePTCDI-Filmen zeigt eine Verschiebung des energieärmsten optischen Überganges mit wachsender mittlere Filmdicke. Es wird ein (geometrisches) Schicht-Modell vorgestellt, das die energetische Verschiebung mit der mittleren Filmdicke korreliert und dabei die kristalline, nadelförmige Morphologie von MePTCDIFilmen und die amorphe Kugelkappen-Struktur von Cl4MePTCDI-Filmen berücksichtigt.
Die Oberfläche von Hybridfilmen aus PMMA mit Siliziumoxid-Partikeln wird durch Anbindung von R6G an die Oxid-Partikel gezielt funktionalisiert. Die Ergebnisse von fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen zeigen, dass dadurch der Anteil der freien Oxid-Oberfläche bestimmt werden kann.
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Dynamik der Photo-Lumineszenz-Unterbrechung von Halbleiter-Nanokristallen in elektrischen FeldernKrasselt, Cornelius 09 July 2015 (has links) (PDF)
Diese Arbeit untersucht die Photo-Lumineszenz (PL)-Unterbrechung (Blinken) einzelner in Polymer-Nanopartikeln eingebetteter CdSe/CdS Halbleiter-Nanokristalle (Quantenpunkte) im Einfluss elektrischer Gleich- und Wechselfelder mittels Weitfeld-Mikroskopie. Hierbei emittieren die einzelnen Quantenpunkte trotz kontinuierlicher Anregung mit einer zwischen hellen An- und dunklen Aus-Zuständen variierenden PL-Intensität.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Dynamik dieses Blinkens durch Wechselfelder stark beeinflusst wird und von deren Feldstärke, teilweise auch deren Feldfrequenz abhängt. Für zunehmende Feldstärken lässt sich ein schnellerer Wechsel zwischen An- und Aus-Zuständen (erhöhte Blinkfrequenz) beobachten, der von einer reduzierten Häufigkeit langer An- und Aus-Ereignisse begleitet wird. Der Verlauf der An-Zeit-Verteilungen bei kleinen Zeiten wird zunehmend (monoton) flacher, während die Verteilungen der Aus-Zeiten zunächst ebenfalls einem analogen Trend folgen, ab einer bestimmten und von der Feldfrequenz abhängenden Feldstärke jedoch wieder steiler verlaufen. Ein solcher Monotonie-Wechsel in der Blinkdynamik im Fall einer gleichbleibenden Variation einer äußeren Bedingung wurde bei Halbleiter-Nanokristallen so erstmalig beobachtet.
Für Gleichfelder zeigen sich hingegen nahezu keine Auswirkungen. Lediglich die An-Zeit-Verteilungen sowie die Blinkfrequenz im Fall hoher Feldstärken werden modifiziert.
Die Ergebnisse werden im Kontext verschiedener aktueller Modelle zur PL-Unterbrechung wie dem trapping-Modell, dem self-trapping-Mechanismus oder dem Modell multipler Rekombinationszentren diskutiert und diese entsprechend erweitert. Dabei stehen die dielektrischen Eigenschaften und die Relaxationsdynamik der lokalen Quantenpunkt-Umgebung im Mittelpunkt, deren Reaktion auf die externen Felder durch eine zeitabhängige Ausrichtung permanenter Dipole beschrieben werden kann.
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Dynamik der Photo-Lumineszenz-Unterbrechung von Halbleiter-Nanokristallen in elektrischen FeldernKrasselt, Cornelius 02 July 2015 (has links)
Diese Arbeit untersucht die Photo-Lumineszenz (PL)-Unterbrechung (Blinken) einzelner in Polymer-Nanopartikeln eingebetteter CdSe/CdS Halbleiter-Nanokristalle (Quantenpunkte) im Einfluss elektrischer Gleich- und Wechselfelder mittels Weitfeld-Mikroskopie. Hierbei emittieren die einzelnen Quantenpunkte trotz kontinuierlicher Anregung mit einer zwischen hellen An- und dunklen Aus-Zuständen variierenden PL-Intensität.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Dynamik dieses Blinkens durch Wechselfelder stark beeinflusst wird und von deren Feldstärke, teilweise auch deren Feldfrequenz abhängt. Für zunehmende Feldstärken lässt sich ein schnellerer Wechsel zwischen An- und Aus-Zuständen (erhöhte Blinkfrequenz) beobachten, der von einer reduzierten Häufigkeit langer An- und Aus-Ereignisse begleitet wird. Der Verlauf der An-Zeit-Verteilungen bei kleinen Zeiten wird zunehmend (monoton) flacher, während die Verteilungen der Aus-Zeiten zunächst ebenfalls einem analogen Trend folgen, ab einer bestimmten und von der Feldfrequenz abhängenden Feldstärke jedoch wieder steiler verlaufen. Ein solcher Monotonie-Wechsel in der Blinkdynamik im Fall einer gleichbleibenden Variation einer äußeren Bedingung wurde bei Halbleiter-Nanokristallen so erstmalig beobachtet.
Für Gleichfelder zeigen sich hingegen nahezu keine Auswirkungen. Lediglich die An-Zeit-Verteilungen sowie die Blinkfrequenz im Fall hoher Feldstärken werden modifiziert.
Die Ergebnisse werden im Kontext verschiedener aktueller Modelle zur PL-Unterbrechung wie dem trapping-Modell, dem self-trapping-Mechanismus oder dem Modell multipler Rekombinationszentren diskutiert und diese entsprechend erweitert. Dabei stehen die dielektrischen Eigenschaften und die Relaxationsdynamik der lokalen Quantenpunkt-Umgebung im Mittelpunkt, deren Reaktion auf die externen Felder durch eine zeitabhängige Ausrichtung permanenter Dipole beschrieben werden kann.
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Mikroskopie und optische Spektroskopie an heterogenen Nano- und Mikrostrukturen: Halbleiter-Nanokristalle, molekulare Farbstofffilme und funktionalisierte HybridstrukturenTrenkmann, Ines 16 July 2015 (has links)
In dieser Arbeit wird die Abhängigkeit der Photolumineszenz (PL) von CdSe/ZnS-Nanokristallen von der Umgebung und der Einfluss der Filmdicke und -morphologie auf die optische Absorption von Farbstofffilmen untersucht sowie die Oberfläche von Hybridstrukturen durch Funktionalisierung mit Farbstoff analysiert.
Untersuchungen von CdSe/ZnS-Nanokristallen in Toluol-Lösung zeigen, dass die PL-Intensität der Nanopartikel durch Zugabe des organischen Halbleiters TPD gequencht wird. Die zusätzliche Auswertung der PL-Lebensdauer verdeutlicht, dass die Abnahme (fast) vollständig durch statisches Quenchen, infolge der Abnahme der Anzahl der mittierenden Nanokristalle verursacht wird, bei einem Anstieg der langlebigsten Lebensdauerkomponente. Die Analyse der PL-Unterbrechung einzelner Nanokristalle auf PVA und Siliziumoxid sowie eingebettet in PS und TPD zeigt eine Ab- bzw. Zunahme der Häufigkeit langer An- bzw. Aus-Zeiten und somit eine deutliche Abhängigkeit der PL-Unterbrechung von den dielektrischen Eigenschaften der Umgebung. Bei Variation der Anregungsleistung zeigt sich für einzelne Nanokristalle auf Siliziumoxid und eingebettet in TPD eine lineare Zunahme der Blinkaktivität und eine Abnahme des An-Zeit-Anteils. Die Änderung der Verteilungen der An- und Aus-Zeiten zeigen eine deutliche Abhängigkeit von der Matrix.
Die Untersuchung der optischen Absorption von aufgedampften MePTCDI- und Cl4MePTCDI-Filmen zeigt eine Verschiebung des energieärmsten optischen Überganges mit wachsender mittlere Filmdicke. Es wird ein (geometrisches) Schicht-Modell vorgestellt, das die energetische Verschiebung mit der mittleren Filmdicke korreliert und dabei die kristalline, nadelförmige Morphologie von MePTCDIFilmen und die amorphe Kugelkappen-Struktur von Cl4MePTCDI-Filmen berücksichtigt.
Die Oberfläche von Hybridfilmen aus PMMA mit Siliziumoxid-Partikeln wird durch Anbindung von R6G an die Oxid-Partikel gezielt funktionalisiert. Die Ergebnisse von fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen zeigen, dass dadurch der Anteil der freien Oxid-Oberfläche bestimmt werden kann.
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