@phdthesis{Kumke2005,
  author    = {Kumke, Michael Uwe},
  title     = {Huminstoffe und organische Modellliganden und ihre Wechselwirkung mit Metallionen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6066},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Immobilisierung bzw. Mobilisierung und Transport von Schadstoffen in der Umwelt, besonders in den Kompartimenten Boden und Wasser, sind von fundamentaler Bedeutung f{\"u}r unser ({\"U}ber)Leben auf der Erde. Einer der Hauptreaktionspartner f{\"u}r organische und anorganische Schadstoffe (Xenobiotika) in der Umwelt sind Huminstoffe (HS). HS sind Abbauprodukte pflanzlichen und tierischen Gewebes, die durch eine Kombination von chemischen und biologischen Ab- und Umbauprozessen entstehen. Bedingt durch ihre Genese stellen HS außerordentlich heterogene Stoffsysteme dar, die eine Palette von verschiedenartigen Wechselwirkungen mit Schadstoffen zeigen. Die Untersuchung der fundamentalen Wechselwirkungsmechanismen stellt ebenso wie deren quantitative Beschreibung h{\"o}chste Anforderungen an die Untersuchungsmethoden. Zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung der Wechselwirkungen zwischen HS und Xenobiotika werden demnach analytische Methoden ben{\"o}tigt, die bei der Untersuchung von extrem heterogenen Systemen aussagekr{\"a}ftige Daten zu liefern verm{\"o}gen. Besonders spektroskopische Verfahren, wie z.B. lumineszenz-basierte Verfahren, besitzen neben der hervorragenden Selektivit{\"a}t und Sensitivit{\"a}t, auch eine Multidimensionalit{\"a}t (bei der Lumineszenz sind es die Beobachtungsgr{\"o}ßen Intensit{\"a}t IF, Anregungswellenl{\"a}nge lex, Emissionswellenl{\"a}nge lem und Fluoreszenzabklingzeit tF), die es gestattet, auch heterogene Systeme wie HS direkt zu untersuchen. Zur Charakterisierung k{\"o}nnen sowohl die intrinsischen Fluoreszenzeigenschaften der HS als auch die von speziell eingef{\"u}hrten Lumineszenzsonden verwendet werden. In beiden F{\"a}llen werden die zu Grunde liegenden fundamentalen Konzepte der Wechselwirkungen von HS mit Xenobiotika untersucht und charakterisiert. F{\"u}r die intrinsische Fluoreszenz der HS konnte gezeigt werden, dass neben molekularen Strukturen besonders die Verkn{\"u}pfung der Fluorophore im Gesamt-HS-Molek{\"u}l von Bedeutung ist. Konformative Freiheit und die Nachbarschaft zu als Energieakzeptor fungierenden HS-eigenen Gruppen sind wichtige Komponenten f{\"u}r die Charakteristik der HS-Fluoreszenz. Die L{\"o}schung der intrinsischen Fluoreszenz durch Metallkomplexierung ist demnach auch das Resultat der ver{\"a}nderten konformativen Freiheit der HS durch die gebundenen Metallionen. Es zeigte sich, dass abh{\"a}ngig vom Metallion sowohl L{\"o}schung als auch Verst{\"a}rkung der intrinsischen HS-Fluoreszenz beobachtet werden kann. Als extrinsische Lumineszenzsonden mit wohl-charakterisierten photophysikalischen Eigenschaften wurden polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Lanthanoid-Ionen eingesetzt. Durch Untersuchungen bei sehr niedrigen Temperaturen (10 K) konnte erstmals die Mikroumgebung von an HS gebundenen hydrophoben Xenobiotika untersucht werden. Im Vergleich mit Raumtemperaturexperimenten konnte gezeigt werden, dass hydrophobe Xenobiotika an HS-gebunden in einer Mikroumgebung, die in ihrer Polarit{\"a}t analog zu kurzkettigen Alkoholen ist, vorliegen. F{\"u}r den Fall der Metallkomplexierung wurden Energietransferprozesse zwischen HS und Lanthanoidionen bzw. zwischen verschiedenen, gebundenen Lanthanoidionen untersucht. Basierend auf diesen Messungen k{\"o}nnen Aussagen {\"u}ber die beteiligten elektronischen Zust{\"a}nde der HS einerseits und Entfernungen von Metallbindungsstellen in HS selbst angeben werden. Es ist dabei zu beachten, dass die Experimente in L{\"o}sung bei realen Konzentrationen durchgef{\"u}hrt wurden. Aus Messung der Energietransferraten k{\"o}nnen direkte Aussagen {\"u}ber Konformations{\"a}nderungen bzw. Aggregationsprozesse von HS abgeleitet werden.},
  subject      = {Fluoreszenz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gessner2011,
  author    = {Geßner, Andr{\´e}},
  title     = {Neuartige Lanthanoid-dotierte mikro- und mesopor{\"o}se Feststoffe : Charakterisierung von Ion-Wirt-Wechselwirkungen, Speziesverteilung und Lumineszenzeigenschaften mittels zeitaufgel{\"o}ster Lumineszenzspektroskopie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-52371},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Por{\"o}se Sol-Gel-Materialien finden in vielen Bereichen Anwendung bzw. sind Gegenstand der aktuellen Forschung. Zu diesen Bereichen z{\"a}hlen sowohl klassische Anwendungen, wie z. B. die Verwendung als Katalysator, Molekularsieb oder Trockenmittel, als auch nichtklassische Anwendungen, wie z. B. der Einsatz als Kontrastmittel in der Magnet-Resonanz-Tomographie oder in Form von d{\"u}nnen Zeolithfilmen als Isolatoren in Mikrochips. Auch f{\"u}r den Einsatz in der Photonik werden por{\"o}se Materialien in Betracht gezogen, wie die Entwicklung des Zeolith-Farbstoff-Lasers zeigt. Mikropor{\"o}se Zeolithe k{\"o}nnen generell {\"u}ber einfache Ionenaustauschreaktionen mit Lanthanoidionen in lumineszente Materialien umgewandelt werden. Neben der Erzeugung eines lumineszenten Materials, dessen Lumineszenzeigenschaften charakterisiert werden m{\"u}ssen, bietet die Nutzung von Lanthanoidionen die M{\"o}glichkeit diese Ionen als Sonde zur Charakterisierung der Ion-Wirt-Wechselwirkungen zu funktionalisieren, was z. B. in Bezug auf die Anwendung als Katalysator von großer Bedeutung ist. Dabei werden die einzigartigen Lumineszenzeigenschaften der Lanthanoidionen, in diesem Fall von Europium(III) und Terbium(III), genutzt. In dieser Arbeit wurden Lanthanoid-dotierte mikropor{\"o}se Zeolithe, mikropor{\"o}s-mesopor{\"o}se Hybridmaterialien und mesopor{\"o}se Silikate hinsichtlich ihrer Lumineszenzeigenschaften und ihrer Wechselwirkung des Wirtsmaterials mit den Lanthanoidionen mittels zeitaufgel{\"o}ster Lumineszenzspektroskopie untersucht. Zeitaufgel{\"o}ste Emissionsspektren (TRES) liefern dabei sowohl Informationen in der Wellenl{\"a}ngen- als auch in der Zeitdom{\"a}ne. Erstmalig wurden die TRES mittels einer umfangreichen Auswertemethodik behandelt. Neben der Anpassung des Abklingverhaltens mit einer diskreten Zahl von Exponentialfunktionen, wurden unterst{\"u}tzend auch Abklingzeitverteilungsanalysen durchgef{\"u}hrt. Zeitaufgel{\"o}ste fl{\"a}chennormierte Emissionsspektren (TRANES), eine Erweiterung der normalen TRES, konnten erstmals zur Bestimmung der Zahl der emittierenden Lanthanoidspezies in por{\"o}sen Materialien genutzt werden. Durch die Berechnung der Decayassoziierten Spektren (DAS) konnten den Lanthanoidspezies die entsprechenden Lumineszenzspektren zugeordnet werden. Zus{\"a}tzlich konnte, speziell im Fall der Europium-Lumineszenz, durch Kombination von zeitlicher und spektraler Information das zeitabh{\"a}ngige Asymmetrieverh{\"a}ltnis R und die spektrale Evolution des 5D0-7F0-{\"U}bergangs mit der Zeit t untersucht und somit wesentliche Informationen {\"u}ber die Verteilung der Europiumionen im Wirtsmaterial erhalten werden. {\"U}ber die Abklingzeit und das Asymmetrieverh{\"a}ltnis R konnten R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Zahl der OH-Oszillatoren in der ersten Koordinationssph{\"a}re und die Symmetrie der Koordinationsumgebung gezogen werden. F{\"u}r die mikropor{\"o}sen und mikropor{\"o}s-mesopor{\"o}sen Materialien wurden verschiedene Lanthanoidspezies, im Regelfall zwei, gefunden, welche entsprechend der beschriebenen Methoden charakterisiert wurden. Diese Lanthanoidspezies konnten Positionen in den Materialien zugeordnet werden, die sich im tief Inneren des Porensystems oder auf bzw. nahe der {\"a}ußeren Oberfl{\"a}che oder in den Mesoporen befinden. Erstere Spezies ist aufgrund ihrer Position im Material gut vor Feuchtigkeitseinfl{\"u}ssen gesch{\"u}tzt, was sich deutlich in entsprechend langen Lumineszenzabklingzeiten {\"a}ußert. Zus{\"a}tzlich ist diese Europiumspezies durch unsymmetrische Koordinationsumgebung charakterisiert, was auf einen signifikanten Anteil an Koordination der Lanthanoidionen durch die Sauerstoffatome im Wirtsgitter zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Ionen, die sich nahe oder auf der {\"a}ußeren Oberfl{\"a}che befinden, sind dagegen f{\"u}r Feuchtigkeit zug{\"a}nglicher, was in k{\"u}rzeren Lumineszenzabklingzeiten und einer symmetrischeren Koordinationsumgebung resultiert. Der Anteil von Wassermolek{\"u}len in der ersten Koordinationssph{\"a}re ist hier deutlich gr{\"o}ßer, als bei den Ionen, die sich tiefer im Porensystem befinden und entspricht in vielen F{\"a}llen der Koordinationszahl eines vollst{\"a}ndig hydratisierten Lanthanoidions. Auch der Einfluss von Oberfl{\"a}chenmodifikationen auf die Speziesverteilung und das Verhalten der Materialien gegen{\"u}ber Feuchtigkeit wurde untersucht. Dabei gelang es den Einfluss der Feuchtigkeit auf die Lumineszenzeigenschaften und die Speziesverteilung durch die Oberfl{\"a}chenmodifikation zu verringern und die Lumineszenzeigenschaften teilweise zu konservieren. Im Fall der mesopor{\"o}sen Silikamonolithe wurde auch eine heterogene Verteilung der Lanthanoidionen im Porensystem gefunden. Hier wechselwirkt ein Teil der Ionen mit der Porenwand, w{\"a}hrend sich die restlichen Ionen in der w{\"a}ßrigen Phase innerhalb des Porensystems aufhalten. Das Aufbringen von Oberfl{\"a}chenmodifikationen f{\"u}hrte zu einer Wechselwirkung der Ionen mit diesen Oberfl{\"a}chenmodifikationen, was sich in Abh{\"a}ngigkeit von der Oberfl{\"a}chenbeladung in den enstprechenden Lumineszenzeigenschaften niederschlug.},
  language  = {de}
}
@misc{LoehmannsroebenBeckHildebrandtetal.2006,
  author    = {L{\"o}hmannsr{\"o}ben, Hans-Gerd and Beck, Michael and Hildebrandt, Niko and Schm{\"a}lzlin, Elmar and van Dongen, Joost T.},
  title     = {New challenges in biophotonics : laser-based fluoroimmuno analysis and in-vivo optical oxygen monitoring},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-10120},
  year      = {2006},
  abstract  = {Two examples of our biophotonic research utilizing nanoparticles are presented, namely laser-based fluoroimmuno analysis and in-vivo optical oxygen monitoring. Results of the work include significantly enhanced sensitivity of a homogeneous fluorescence immunoassay and markedly improved spatial resolution of oxygen gradients in root nodules of a legume species.},
  subject      = {Sauerstoff},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Klier2016,
  author    = {Klier, Dennis Tobias},
  title     = {Upconversion luminescence in Er-codoped NaYF4 nanoparticles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-98486},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {ix, 89},
  year      = {2016},
  abstract  = {In the context of an increasing population of aging people and a shift of medical paradigm towards an individualized medicine in health care, nanostructured lanthanides doped sodium yttrium fluoride (NaYF4) represents an exciting class of upconversion nanomaterials (UCNM) which are suitable to bring forward developments in biomedicine and -biodetection. Despite the fact that among various fluoride based upconversion (UC) phosphors lanthanide doped NaYF4 is one of the most studied upconversion nanomaterial, many open questions are still remaining concerning the interplay of the population routes of sensitizer and activator electronic states involved in different luminescence upconversion photophysics as well as the role of phonon coupling. The collective work aims to explore a detailed understanding of the upconversion mechanism in nanoscaled NaYF4 based materials co-doped with several lanthanides, e.g. Yb3+ and Er3+ as the "standard" type upconversion nanoparticles (UCNP) up to advanced UCNP with Gd3+ and Nd3+. Especially the impact of the crystal lattice structure as well as the resulting lattice phonons on the upconversion luminescence was investigated in detail based on different mixtures of cubic and hexagonal NaYF4 nanoscaled crystals. Three synthesis methods, depending on the attempt of the respective central spectroscopic questions, could be accomplished in the following work. NaYF4 based upconversion nanoparticles doped with several combination of lanthanides (Yb3+, Er3+, Gd3+ and Nd3+) were synthesized successfully using a hydrothermal synthesis method under mild conditions as well as a co-precipitation and a high temperature co-precipitation technique. Structural information were gathered by means of X-ray diffraction (XRD), electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS), Raman spectroscopy and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES). The results were discussed in detail with relation to the spectroscopic results. A variable spectroscopic setup was developed for multi parameter upconversion luminescence studies at various temperature 4 K to 328 K. Especially, the study of the thermal behavior of upconversion luminescence as well as time resolved area normalized emission spectra were a prerequisite for the detailed understanding of intramolecular deactivation processes, structural changes upon annealing or Gd3+ concentration, and the role of phonon coupling for the upconversion efficiency. Subsequently it became possible to synthesize UCNP with tailored upconversion luminescence properties. In the end, the potential of UCNP for life science application should be enunciated in context of current needs and improvements of a nanomaterial based optical sensors, whereas the "standard" UCNP design was attuned according to the special conditions in the biological matrix. In terms of a better biocompatibility due to a lower impact on biological tissue and higher penetrability for the excitation light. The first step into this direction was to use Nd3+ ions as a new sensitizer in tridoped NaYF4 based UCNP, whereas the achieved absolute and relative temperature sensitivity is comparable to other types of local temperature sensors in the literature.},
  language  = {en}
}