@misc{MayerLeverPicconietal.2022,
  author    = {Mayer, Dennis and Lever, Fabiano and Picconi, David and Metje, Jan and Ališauskas, Skirmantas and Calegari, Francesca and D{\"u}sterer, Stefan and Ehlert, Christopher and Feifel, Raimund and Niebuhr, Mario and Manschwetus, Bastian and Kuhlmann, Marion and Mazza, Tommaso and Robinson, Matthew Scott and Squibb, Richard James and Trabattoni, Andrea and Wallner, M{\aa}ns and Saalfrank, Peter and Wolf, Thomas J. A. and G{\"u}hr, Markus},
  title     = {Following excited-state chemical shifts in molecular ultrafast x-ray photoelectron spectroscopy},
  series = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {1301},
  issn      = {1866-8372},
  doi       = {10.25932/publishup-57744},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-577442},
  pages     = {9},
  year      = {2022},
  abstract  = {The conversion of photon energy into other energetic forms in molecules is accompanied by charge moving on ultrafast timescales. We directly observe the charge motion at a specific site in an electronically excited molecule using time-resolved x-ray photoelectron spectroscopy (TR-XPS). We extend the concept of static chemical shift from conventional XPS by the excited-state chemical shift (ESCS), which is connected to the charge in the framework of a potential model. This allows us to invert TR-XPS spectra to the dynamic charge at a specific atom. We demonstrate the power of TR-XPS by using sulphur 2p-core-electron-emission probing to study the UV-excited dynamics of 2-thiouracil. The method allows us to discover that a major part of the population relaxes to the molecular ground state within 220-250 fs. In addition, a 250-fs oscillation, visible in the kinetic energy of the TR-XPS, reveals a coherent exchange of population among electronic states.},
  language  = {en}
}
@misc{EhlertHolzweberLippitzetal.2016,
  author    = {Ehlert, Christopher and Holzweber, Markus and Lippitz, Andreas and Unger, Wolfgang E. S. and Saalfrank, Peter},
  title     = {A detailed assignment of NEXAFS resonances of imidazolium based ionic liquids},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-394417},
  pages     = {8654 -- 8661},
  year      = {2016},
  abstract  = {In Near Edge X-Ray Absorption Fine Structure (NEXAFS) spectroscopy X-Ray photons are used to excite tightly bound core electrons to low-lying unoccupied orbitals of the system. This technique offers insight into the electronic structure of the system as well as useful structural information. In this work, we apply NEXAFS to two kinds of imidazolium based ionic liquids ([CnC1im]+[NTf2]- and [C4C1im]+[I]-). A combination of measurements and quantum chemical calculations of C K and N K NEXAFS resonances is presented. The simulations, based on the transition potential density functional theory method (TP-DFT), reproduce all characteristic features observed by the experiment. Furthermore, a detailed assignment of resonance features to excitation centers (carbon or nitrogen atoms) leads to a consistent interpretation of the spectra.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ehlert2016,
  author    = {Ehlert, Christopher},
  title     = {Simulationen von R{\"o}ntgenabsorptionsprozessen zur Charakterisierung von Systemen in kondensierter Phase},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-104844},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {142},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die vorgelegte Dissertation pr{\"a}sentiert wissenschaftliche Ergebnisse, die in der Zeit vom Dezember 2012 bis August 2016, erarbeitet wurden. Der zentrale Inhalt der Arbeit ist die Simulation von R{\"o}ntgenabsorptionsprozessen von verschiedenen Systemen in kondensierter Phase. Genauer gesagt, werden Nahkantenabsorptions- (NEXAFS) sowie R{\"o}ntgenphotoelektronenspektren (XPS) berechnet. In beiden F{\"a}llen wird ein R{\"o}ntgenphoton von einem molekularen System absorbiert. Aufgrund der hohen Photonenenergie wird ein stark gebundenes kernnahes Elektron angeregt. Bei der XPS gelangt dieses mit einer zu messenden kinetischen Energie in Kontinuumszust{\"a}nde. In Abh{\"a}ngigkeit der eingestrahlten Photonenenergie und der kinetischen Energie des austreten Elektrons, kann die Bindungsenergie berechnet werden, welche die zentrale Gr{\"o}ße der XPS ist. Im Falle der NEXAFS-Spektroskopie wird das kernnahe Elektron in unbesetzte gebundene Zust{\"a}nde angeregt. Die zentrale Gr{\"o}ße ist die Absorption als Funktion der eingestrahlten Photonenenergie. Das erste Kapitel meiner Arbeit er{\"o}rtert detailliert die experimentellen Methoden sowie die daraus gewonnenen charakteristischen Gr{\"o}ßen. Die experimentellen Spektren zeigen oft viele Resonanzen, deren Interpretation aufgrund fehlender Referenzmaterialien schwierig ist. In solchen F{\"a}llen bietet es sich an, die Spektren mittels quantenchemischer Methoden zu simulieren. Der daf{\"u}r erforderliche mathematisch-physikalische Methodenkatalog wird im zweiten Kapitel der Arbeit er{\"o}rtert. Das erste von mir untersuchte System ist Graphen. In experimentellen Arbeiten wurde die Oberfl{\"a}che mittels Bromplasma modifiziert. Die im Anschluss gemessenen NEXAFS-Spektren unterscheiden sich maßgeblich von den Spektren der unbehandelten Oberfl{\"a}che. Mithilfe periodischer DFT-Rechnungen wurden verschiedene Gitterdefekte sowie bromierte Systeme untersucht und die NEXAFS-Spektren simuliert. Mittels der Simulationen k{\"o}nnen die Beitr{\"a}ge verschiedener Anregungszentren analysiert werden. Die Berechnungen erlauben den Schluss, dass Gitterdefekte maßgeblich f{\"u}r die entstandenen Ver{\"a}nderungen verantwortlich sind. Polyvinylalkohol (PVA) wurde als zweites System behandelt. Hierbei sollte untersucht werden, wie groß der Einfluss der Molekularbewegung auf die Verbreiterung der Peaks im XP-Spektrum ist. Des Weiteren wurde untersucht, wie groß der Einfluss von intermolekularen Wechselwirkungen auf die Peakpositionen und Peakverbreiterung ist. F{\"u}r die Berechnung dieses Systems wurde eine Kombination aus molekulardynamischen und quantenchemischen Methoden verwendet. Als Strukturen dienten Oligomermodelle, die unter dem Einfluss eines (ab initio) Potentials propagiert wurden. Entlang der erstellten Trajektorie wurden Schnappsch{\"u}sse der Geometrien extrahiert und f{\"u}r die Berechnung der XP-Spektren verwendet. Die Spektren werden bereits mithilfe klassischer Molekulardynamik sehr gut reproduziert. Die erhaltenen Peakbreiten sind verglichen mit dem Experiment allerdings zu klein. Die Hauptursache der Peakverbreiterung ist die Molekularbewegung. Intermolekulare Wechselwirkungen verschieben die Peakpositionen um 0.6 eV zu kleineren Anregungsenergien. Im dritten Teil der Arbeit stehen die NEXAFS-Spektren von ionischen Fl{\"u}ssigkeiten (ILs) im Fokus. Die experimentell gefundenen Spektren zeigen eine komplexe Struktur mit vielen Resonanzen. In der Arbeit wurden zwei ILs untersucht. Als Geometrien verwenden wir Clustermodelle, die aus experimentellen Kristallstrukturen extrahiert wurden. Die berechneten Spektren erlauben es, die Resonanzen den Anregungszentren zuzuordnen. Außerdem kann eine erstmals gemessene Doppelresonanz simuliert und erkl{\"a}rt werden. Insgesamt kann die Interpretation der Spektren mithilfe der Simulation signifikant erweitert werden. In allen Systemen wurde zur Berechnung des NEXAFS-Spektrums eine auf Dichtefunktionaltheorie basierende Methode verwendet (die sogenannte Transition-Potential Methode). G{\"a}ngige wellenfunktionsbasierte Methoden, wie die Konfigurationswechselwirkung mit Einfachanregungen (CIS), zeigen eine starke Blauverschiebung, wenn als Referenz eine Hartree-Fock Slaterdeterminante verwendet wird. Wir zeigen, dass die Verwendung von kernnah-angeregten Determinanten sowohl das resultierende Spektrum als auch die Anregungsenergien deutlich verbessert. Des Weiteren werden auch Referenzen aus Dichtefunktionalrechnungen getestet. Zus{\"a}tzlich werden auch Referenzen mit gebrochenen Besetzungszahlen f{\"u}r kernnahe Elektronen verwendet. In der Arbeit werden die Resultate der verschiedenen Referenzen miteinander verglichen. Es zeigt sich, dass Referenzen mit gebrochenen Besetzungszahlen das Spektrum nicht weiter verbessern. Der Einfluss der verwendeten Elektronenstrukturmethode ist eher gering.},
  language  = {de}
}
@misc{EhlertUngerSaalfrank2014,
  author    = {Ehlert, Christopher and Unger, Wolfgang E. S. and Saalfrank, Peter},
  title     = {C K-edge NEXAFS spectra of graphene with physical and chemical defects},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-74429},
  pages     = {14083 -- 14095},
  year      = {2014},
  abstract  = {Recently, C K-edge Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS) spectra of graphite (HOPG) surfaces have been measured for the pristine material, and for HOPG treated with either bromine or krypton plasmas (Lippitz et al., Surf. Sci., 2013, 611, L1). Changes of the NEXAFS spectra characteristic for physical (krypton) and/or chemical/physical modifications of the surface (bromine) upon plasma treatment were observed. Their molecular origin, however, remained elusive. In this work we study by density functional theory, the effects of selected point and line defects as well as chemical modifications on NEXAFS carbon K-edge spectra of single graphene layers. For Br-treated surfaces, also Br 3d X-ray Photoelectron Spectra (XPS) are simulated by a cluster approach, to identify possible chemical modifications. We observe that some of the defects related to plasma treatment lead to characteristic changes of NEXAFS spectra, similar to those in experiment. Theory provides possible microscopic origins for these changes.},
  language  = {en}
}