2017, Psarra, Evmorfia, König, Ulla, Müller, Martin, Bittrich, Eva, Eichhorn, Klaus-Jochen, Welzel, Petra B., Stamm, Manfred, Uhlmann, Petra

Bioinspired materials mimicking the native extracellular matrix environment are promising for biotechnological applications. Particularly, modular biosurface engineering based on the functionalization of stimuli-responsive polymer brushes with peptide sequences can be used for the development of smart surfaces with biomimetic cues. The key aspect of this study is the in situ monitoring and analytical verification of the biofunctionalization process on the basis of three complementary analytical techniques. In situ spectroscopic ellipsometry was used to quantify the amount of chemisorbed GRGDS at both the homopolymer poly(acrylic acid) (PAA) brush and the binary poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)-PAA brushes, which was finally confirmed by an acidic hydrolysis combined with a subsequent reverse-phase high-performance liquid chromatography analysis. In situ attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy provided a step-by-step detection of the biofunctionalization process so that an optimized protocol for the bioconjugation of GRGDS could be identified. The optimized protocol was used to create a temperature-responsive binary brush with a high amount of chemisorbed GRGDS, which is a promising candidate for the temperature-sensitive control of GRGDS presentation in further cell-instructive studies.

2016, Birkholz, Simon, Brée, Carsten, Veselić, Ivan, Demircan, Ayhan, Steinmeyer, Günter

We reanalyse the probability for formation of extreme waves using the simple model of linear interference of a finite number of elementary waves with fixed amplitude and random phase fluctuations. Under these model assumptions no rogue waves appear when less than 10 elementary waves interfere with each other. Above this threshold rogue wave formation becomes increasingly likely, with appearance frequencies that may even exceed long-term observations by an order of magnitude. For estimation of the effective number of interfering waves, we suggest the Grassberger-Procaccia dimensional analysis of individual time series. For the ocean system, it is further shown that the resulting phase space dimension may vary, such that the threshold for rogue wave formation is not always reached. Time series analysis as well as the appearance of particular focusing wind conditions may enable an effective forecast of such rogue-wave prone situations. In particular, extracting the dimension from ocean time series allows much more specific estimation of the rogue wave probability.

2021, Lukose, R., Lisker, M., Akhtar, F., Fraschke, M., Grabolla, T., Mai, A., Lukosius, M.

One of the limiting factors of graphene integration into electronic, photonic, or sensing devices is the unavailability of large-scale graphene directly grown on the isolators. Therefore, it is necessary to transfer graphene from the donor growth wafers onto the isolating target wafers. In the present research, graphene was transferred from the chemical vapor deposited 200 mm Germanium/Silicon (Ge/Si) wafers onto isolating (SiO2/Si and Si3N4/Si) wafers by electrochemical delamination procedure, employing poly(methylmethacrylate) as an intermediate support layer. In order to influence the adhesion properties of graphene, the wettability properties of the target substrates were investigated in this study. To increase the adhesion of the graphene on the isolating surfaces, they were pre-treated with oxygen plasma prior the transfer process of graphene. The wetting contact angle measurements revealed the increase of the hydrophilicity after surface interaction with oxygen plasma, leading to improved adhesion of the graphene on 200 mm target wafers and possible proof-of-concept development of graphene-based devices in standard Si technologies.

2015, Hauswald, Christian

GaN-Nanodrähte können mit einer hohen strukturellen Perfektion auf verschiedenen kristallinen und amorphen Substraten gewachsen werden. Sie bieten somit faszinierende Möglichkeiten, sowohl zur Untersuchung von fundamentalen Eigenschaften des Materialsystems, als auch in der Anwendung in optoelektronischen Bauteilen. Obwohl bereits verschiedene Prototypen solcher Bauteile vorgestellt wurden, sind viele grundlegende Eigenschaften von GaN-Nanodrähten noch ungeklärt, darunter die interne Quanteneffizienz (IQE), welche ein wichtiges Merkmal für optoelektronische Anwendungen darstellt. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine detaillierte Untersuchung der Rekombinationsdynamik von Exzitonen, in selbst-induzierten und selektiv gewachsenen GaN Nanodraht-Proben, welche mit Molekularstrahlepitaxie hergestellt wurden. Die zeitaufgelösten Photolumineszenz (PL)-Experimente werden durch Simulationen ergänzt, welche auf Ratengleichungs-Modellen basieren. Es stellt sich heraus, dass die Populationen von freien und gebundenen Exzitonen gekoppelt sind und zwischen 10 und 300 K von einem nichtstrahlenden Kanal beeinflusst werden. Die Untersuchung von Proben mit unterschiedlichem Nanodraht-Durchmesser und Koaleszenzgrad zeigt, dass weder die Nanodraht-Oberfläche, noch Defekte als Folge von Koaleszenz diesen nichtstrahlenden Kanal induzieren. Daraus lässt sich folgern, dass die kurze Zerfallszeit von Exzitonen in GaN-Nanodrähten durch Punktdefekte verursacht wird, welche die IQE bei 10 K auf 20% limitieren. Der häufig beobachtete biexponentiellen PL-Zerfall des Donator-gebundenen Exzitons wird analysiert und es zeigt sich, dass die langsame Komponente durch eine Kopplung mit Akzeptoren verursacht wird. Motiviert durch Experimente, welche eine starke Abhängigkeit der PL-Intensität vom Nanodraht-Durchmesser zeigen, wird die externen Quanteneffizienz von geordneten Nanodraht-Feldern mit Hilfe numerischer Simulationen der Absorption und Extraktion von Licht in diesen Strukturen untersucht.