@article{MikatFrancoRegensteinetal.2000,
  author    = {Mikat, J{\"u}rgen E. R. and Franco, Olga and Regenstein, Wolfgang and Reck, G{\"u}nter and Knochenhauer, Gerald and Schulz, Burkhard and Orgzall, Ingo},
  title     = {1,3,4-oxadiazole crystals under high pressure-phase transitions and properties},
  year      = {2000},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mikat2001,
  author    = {Mikat, J{\"u}rgen E. R.},
  title     = {Optische und schwingungsspektroskopische Hochdruckuntersuchungen von Ladungstr{\"a}gereigenschaften in herk{\"o}mmlich und nach der Template-Methode synthetisierten leitf{\"a}higen Polypyrrolschichten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000069},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2001},
  abstract  = {Chemisch dotiertes Polypyrrol gilt als Modellsubstanz f{\"u}r leitf{\"a}hige Polymere mit nichtdegeneriertem Grundzustand. Das elektrische Transportverhalten in dotiertem Polypyrrol wird durch lokalisierte Ladungstr{\"a}ger, Bipolaronen und Polaronen, bestimmt. Es besteht dabei eine enge gegenseitige Wechselwirkung zwischen der Struktur der Polymerkette und den Eigenschaften der Ladungstr{\"a}ger. Die in dieser Arbeit vorgestellte Kombination von Hochdruckmethodik und optischer Spektroskopie vertieft das Verst{\"a}ndnis der Beziehung zwischen der molekularen und supramolekularen Struktur und den elektronischen und optischen Eigenschaften. Durch spezifische Synthesemethoden lassen sich unterschiedliche Strukturen in der polymeren Probe induzieren, die sich durch den Anteil an hochgeordneten Polymerketten unterscheiden. Die gezielte Ver{\"a}nderung dieser Strukturen durch Druckexperimente erm{\"o}glicht das Studium des Einflusses der Synthesemethoden auf die Ladungstr{\"a}gereigenschaften. F{\"u}r diese Studien wurden herk{\"o}mmlich synthetisierte Polypyrrol-Filme und Filme, die sich aus Polypyrrol-Nanor{\"o}hren zusammensetzen (Synthese in Kernspur-membranen, \"Template-Synthese\") bei ansonsten gleichen Syntheseparametern untersucht. Raman- und Infrarotspektroskopie sowie UV-Vis-NIR-Absorptionsspektroskopie, die jeweils f{\"u}r die Hochdruckmethodik adaptiert wurden, dienten der Charakterisierung der Proben. Zus{\"a}tzlich wurden temperatur- und druckabh{\"a}ngige Messungen des elektrischen Widerstands an den Template-Proben durchgef{\"u}hrt. Die Morphologie template-synthetisierter Polypyrrol-Nanor{\"o}hren und die filmbildenden Eigenschaften sowie der m{\"o}gliche Aufbau von Schichtarchitekturen wurden mit transmissions- und rasterelektronenmikroskopischen Techniken untersucht. Die aus den Hochdruckexperimenten gewonnenen Daten werden in der Arbeit im Hinblick auf die Stabilit{\"a}t der Ladungstr{\"a}ger interpretiert. Im Ergebnis bewirkt die Druckerh{\"o}hung eine Dissoziation der Bipolaronen in den untersuchten Proben. Das Ladungstr{\"a}ger-gleichgewicht verschiebt sich dadurch mit steigendem Druck zu Zust{\"a}nden mit h{\"o}herem Anteil an polaronischen Ladungstr{\"a}gern. Die Template-Synthese bewirkt gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlich synthetisierten Proben einen h{\"o}heren Anteil an Polaronen bereits bei Normaldruck, und eine Lage des Systems n{\"a}her bei einem Isolator-Metall-{\"U}bergang. Die Dissoziationsrate der Bipolaronen ist f{\"u}r Template- und herk{\"o}mmlich synthetisierte Proben vergleichbar groß und unabh{\"a}ngig vom Initialzustand nach der Synthese. Dieses Verhalten der Ladungstr{\"a}ger wird weitergehend im Rahmen eines Modells untersucht, bei dem der Einfluß benachbarter Polymerketten und der Dotandionen ber{\"u}cksichtigt wird. Dementsprechend k{\"o}nnen sich die Wellenfunktionen der Ladungstr{\"a}ger unter bestimmten Bedingungen auch auf benachbarte Ketten erstrecken (transversale Polaronen bzw. Bipolaronen). Eine solche Ausdehnung der Wellenfunktionen unter Mitwirkung der Dotandionen wurde in den untersuchten Proben nicht festgestellt. Die Wellenfunktionen der Ladungstr{\"a}ger besitzen demnach haupts{\"a}chlich Komponenten entlang der Polymerkette (longitudinale Polaronen bzw. Bipolaronen). Aus der {\"A}nderungsrate druckabh{\"a}ngiger spektraler Charakteristiken lassen sich Aussagen {\"u}ber den Ordnungszustand der Probe ableiten. Diese auf experimentellem Wege gefundenen Ergebnisse liefern somit Hinweise f{\"u}r die bisher kontrovers diskutierte Koexistenz der beiden Ladungstr{\"a}gerarten Polaronen und Bipolaronen und die Gr{\"o}ße ihrer jeweiligen Bindungsenergien. Druckerh{\"o}hung und Template-Synthese bewirken analoge {\"A}nderungen der Polymerstruktur. Sowohl h{\"o}herer Druck wie auch die Template-Synthese lassen sich mit einem h{\"o}heren Ordnungsgrad in den Template-Proben korrelieren. Der Ladungstransport in den Proben kann durch ein Mott Variable Range Hopping-Modell mit druckabh{\"a}ngiger charakteristischer Dimension beschrieben werden. Die Erh{\"o}hung des Drucks bewirkt einen Anstieg der Dimension, eine bessere {\"U}berlappung der Wellenfunktionen der Ladungstr{\"a}ger und eine Vergr{\"o}ßerung der Lokalisierungsl{\"a}nge der Ladungstr{\"a}ger. Die druckinduzierte Dissoziation der Bipolaronen beeinflußt den Ladungstransport zus{\"a}tzlich durch Erh{\"o}hung der Anzahl unabh{\"a}ngiger Ladungstr{\"a}ger und verbessert diesen aufgrund st{\"a}rkerer {\"U}berlappung der Wellenfunktionen. Template-Proben niedriger Synthesetemperatur zeigen bei Normaldruck eine h{\"o}here Dimension des Mott Variable Range Hoppings und eine gr{\"o}ßere Lokalisierungsl{\"a}nge gegen{\"u}ber bei Raumtemperatur synthetisierten Proben. K{\"u}rzere Synthesezeiten bewirken einen Anstieg der Dimension bei Normaldruck und eine Verschiebung des Dimensionscrossovers zu niedrigeren Temperaturen. Template-Proben kurzer Synthesezeit zeigen geringere druckinduzierte {\"A}nderungen als solche mit langer Synthesezeit. Es wurde ein kontinuierliches Ordnungsmodell der Polypyrrol-Nanor{\"o}hren entwickelt, das dieses Verhalten beschreibt. Die Morphologie und die mechanischen Eigenschaften der Nanor{\"o}hren werden durch spezifische Syntheseparameter, wie Temperatur und Dauer, beeinflußt und k{\"o}nnen mit Transmissions- und Rasterelektronenmikroskopie beobachtet werden. Die filmbildenden Eigenschaften der R{\"o}hren h{\"a}ngen stark von diesen mechanischen Eigenschaften ab. Die Struktur der Filme kann dabei von einer unregelm{\"a}ßigen Anordnung der R{\"o}hren bis zu nahezu parallel ausgerichteten R{\"o}hren variieren. Es wurden M{\"o}glichkeiten untersucht, die R{\"o}hren in den Filmen zu orientieren und aus diesen Filmen durch Schichtung makroskopische Architekturen mit einem hohen Grad an orientierten R{\"o}hren aufzubauen. Solche Architekturen k{\"o}nnen f{\"u}r verschiedene Anwendungen, z.B. in elektronischen Bauteilen oder mikroskopischen Bioreaktoren, von Interesse sein.},
  language  = {de}
}
@article{OrgzallLorenzMikatetal.1997,
  author    = {Orgzall, Ingo and Lorenz, Bernd and Mikat, J{\"u}rgen E. R. and Dietel, Reinhard and Knochenhauer, Gerald and Schulz, Burkhard},
  title     = {Raman and IR spectroscopic investigation of aromatic 1,3,4-oxadiazole polymers and oligomers},
  year      = {1997},
  abstract  = {The molecular structure of poly(p-phenylene-1,3,4-oxadiazole) (POD) is investigated using i.r. and Raman spectroscopy. Both methods reveal characteristic differences for the a- and b-POD forms that are most obvious in the spectral region between 1500 and 1650 cm-1. The spectra for dimer and tetramer compounds already show the same features as found for longer chains. Based on molecular modelling calculations these differences are assigned to cis and trans conformations of the main chain segments. High pressure measurements show a linear shift of the Raman lines and support the result of the thermodynamic stability of the trans conformation.},
  language  = {en}
}
@article{OrgzallLorenzMikatetal.1998,
  author    = {Orgzall, Ingo and Lorenz, Bernd and Mikat, J{\"u}rgen E. R. and Reck, G{\"u}nter and Knochenhauer, Gerald and Schulz, Burkhard},
  title     = {Phase transition in 1,3,4-oxadiazole crystals under high pressure},
  year      = {1998},
  language  = {en}
}
@article{MikatOrgzallSappetal.2000,
  author    = {Mikat, J{\"u}rgen E. R. and Orgzall, Ingo and Sapp, S. and Martin, C. R. and Hochheimer, H. D.},
  title     = {Optical investigations of conducting polypyrrole under pressure},
  year      = {2000},
  language  = {en}
}
@article{MikatOrgzallLorenzetal.1999,
  author    = {Mikat, J{\"u}rgen E. R. and Orgzall, Ingo and Lorenz, Bernd and Sapp, S. and Martin, C. R. and Burris, J. L. and Hochheimer, H. D.},
  title     = {High-pressure low-temperature electrical properties of template-synthesied polypyrrole at low synthesis temperature: Dimensional crossover under pressure},
  year      = {1999},
  language  = {en}
}
@article{OrgzallLorenzMikatetal.1999,
  author    = {Orgzall, Ingo and Lorenz, Bernd and Mikat, J{\"u}rgen E. R. and Reck, G{\"u}nter and Knochenhauer, Gerald and Schulz, Burkhard},
  title     = {Phase transition in 1,3,4-oxadiazole crystals under high pressure},
  year      = {1999},
  abstract  = {Crystalline 2,5-di(4-nitrophenyl)-1,3,4-oxadiazole (DNO) has been investigated at pressures up to 5 GPa using Raman and optical spectroscopy as well as energy dispersive X-ray techniques. At ambient pressure DNO shows an orthorhombic unit cell (a = 0.5448 nm, b = 1.2758 nm, c = 1.9720 nm, density 1.513 g cm-3) with an appropriate space group Pbcn. From Raman spectroscopic investigations three phase transitions have been detected at 0.88, 1.28, and 2.2 GPa, respectively. These transitions have also been confirmed by absorption spectroscopy and X-ray measurements. Molecular modeling simulations have considerably contributed to the interpretation of the X-ray diffractograms. In general, the nearly flat structure of the oxadiazole molecule is preserved during the transitions. All subsequent structures are characterized by a stack-like arrangement of the DNO molecules. Only the mutual position of these molecular stacks changes due to the transformations so that this process may be described as a topotactical reaction. Phases II and III show a monoclinic symmetry with space group P21/c with cell parameters a = 1.990 nm, b = 0.500 nm, c = 1.240 nm, ß = 91.7°, density 1.681 g cm-3 (phase II, determined at 1. 1 GPa) and a = 1.890 nm, b = 0.510 nm, C = 1.242 nm, ß = 89.0°, density 1.733 g cm-3 (phase 111, determined at 2.0 GPa), respectively. The high-pressure phase IV stable at least up to 5 GPa shows again an orthorhombic structure with space group Pccn with corresponding cell parameters at 2.9 GPa: a = 0.465 nm, b = 1.920 nm, c = 1.230 nm and density 1.857 g cm-3 . For the first phase a blue pressure shift of the onset of absorption by about 0.032 eV GPa has been observed that may be explained by pressure influences on the electronic conjugation of the molecule. In the intermediate and high-pressure phases II-IV the onset of absorption shifts to increased wavelengths due to larger intermolecular interactions and enhanced excitation delocalization with decreasing intermolecular spacing.},
  language  = {en}
}