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Nanotechnologie 10 | |
Herstellung funktionalisierter Eisenoxid-Nanopartikel für die spezifische Verwendung als KontrastmittelNicole HildebrandtTaschenbuch M R I (magnetic resonance imaging, Magnetresonanz-Tomographie) ist eine Methode, mit deren Hilfe in der Medizin unterschiedliche Gewebearten nachgewiesen werden können. [1] Dies ist besonders wichtig, da viele Krankheiten, unter anderem Krebserkrankungen, mit einer Veränderung des betroffenen Gewebes einhergehen. Bei der M R I wird das magnetische Verhalten von Protonen betrachtet, die im Gewebewasser gebunden sind. Dieses Verhalten ist von der direkten Umgebung der Wassermoleküle abhängig, so dass eine Unterscheidung zwischen Gewebewasser unterschiedlicher Körperkompartimente mittels M R I möglich ist. Ebenso ist ein Unterschied zwischen krankem und gesundem Gewebe zu erkennen. Gemessen werden dabei die Relaxationszeiten T1 (longitudinale Relaxationszeit) und T2 (transversale Relaxationszeit) der Protonen. Häufig werden zusätzlich Kontrastmittel eingesetzt, um die Qualität der Aufnahmen zu verbessern. [2] Sehr erfolgreich ist dabei der Einsatz von superparamagnetischen Eisenoxidpartikeln ( S P I O), die die Relaxationszeit T2 von ( Wasser)-Protonen in unmittelbarer Umgebung erniedrigen. [ |
Herstellung und Chrakterisierung von Fe-Pt NanostrukturenJens EllrichTaschenbuchDie drei großen Teile dieser Arbeit, Eisen-Platin Grenzflächen, L10 geordnete Fe-Pt Systeme sowie Fe-Pt Nanoteilchen folgen den in Abb. 1. 1 vorgestellten Ideen zu nanostrukturierten, bimetallischen Systemen. Es wurde in dieser Arbeit versucht, den Zusammenhang zwischen Struktur und magnetischen Eigenschaften an dem gleichermaßen technologisch wichtigen wie auch für die Grundlagenforschung interessanten System Fe-Pt nachzuzeichnen. Dabei wurden eine Vielzahl unterschiedlicher Aspekte angesprochen, die nun im Folgendem für die einzelnen Teile zusammengefasst und abschließend mit einem Blick auf das Gesamte bewertet werden. |
Magnetization Dynamics of Nanostructured Ferromagnetic Rings and Rectangular ElementsFabian GiesenTaschenbuchBroschiertes Buch |
Nanostrukturierung mittels Rasterkraftmikroskopie und ElektrochemieChristian ObermairTaschenbuchDie Nanotechnologie ist ein hochaktuelles Gebiet der Forschung, da durch nanoskalige Komponenten neue Funktionalitäten entstehen, die eine Vielzahl neuer Anwendungsgebiete eröffnen [1]. Will man sich bei Untersuchungen auf diesem Gebiet nicht nur auf in der Natur vorkommende Nanostrukturen beschränken, wie man sie z. B. aus der Biologie ( Biologische Selbstorganisation, D N A, Lotus-Effekt [2]) kennt, so braucht man Methoden, um diese Strukturen auf der Nanometerskala gezielt herstellen zu können. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von Nanostrukturen durch selbstorganisierte Kristallitanordnungen [3]. Mit Methoden der Selbstorganisation ist es durchaus möglich, sehr viele Strukturen mit Abmessungen im Bereich weniger Nanometer in einem Arbeitsgang zu erzeugen. Jedoch können auf diesem Wege keine individuellen, frei wählbaren Nanostrukturen hergestellt werden. Einen flexibleren Ansatz bietet die Elektronenstrahllithographie [4], die es ermöglicht, frei wählbare - in der Regel laterale - Strukturen auf Oberflächen zu erzeugen. Ein großer Vorteil liegt dabei in der Kompatibilität mit sehr gut verstandenen Prozessen der Halbleitertechnologie und der Möglichkeit, Strukturen flexibel mit Abmessungen über mehrere Größenordnungen hinweg zu erzeugen. Bei komplexen Strukturen ist man mittlerweile bei Größen, z. B. bei Metallbahnbreiten, von 20 nm angelangt, bei der Herstellung von Einzelstrukturen (einzelne Leiterbahn oder Metallinsel) bei weniger als 10 nm [5]. Die Elektronenstrahllithographie ist allerdings ein sehr aufwendiges technisches Verfahren: So muss zunächst eine aus einem Kunststoff bestehende Maske erzeugt werden, die in mehreren Prozessen - Entwickeln der Maske, Übertragen der Strukturen durch Ätzen, Entfernen des Maskenmaterials - auf das eigentliche Material (z. B. Metalle oder Halbleiter) übertragen wird. |
Proceedings of the IX. Linz Winter Workshop 2007: Advances in Single Molecule Research for Biology and NanosciencePeter Hinterdorfer, Gerhard SchützTaschenbuch |
Magnetometrie an Halbleiter-Nanostrukturen mit wenigen ElektronenJan I SpringbornTaschenbuchDie fortschreitende Miniaturisierung elektronischer Bauelemente hat in den vergangenen Jahrzehnten zu zahlreichen Anwendungen geführt, die aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken sind. Seit der Erfindung des ersten Transistors im Jahr 1947 [ Bar48] und der Realisierung von integrierten Schaltungen [ Kil59] ist deren Leistungsfähigkeit rasant angestiegen. Im Jahre 1965 stellte Gordon E. Moore die These auf, dass sich die Komplexität der integrierten Schaltkreise jährlich verdoppeln würde [ Moo65]. Dieses " Mooresche Gesetz" hat in leicht abgewandelter Form bis heute Bestand. Möglich wurde diese exponentielle Entwicklung vor allem durch immer kleinere Strukturen. Inzwischen sind die verwendeten Transistoren nur noch einige Nanometer gros und stoßen somit in Bereiche vor, in denen die Quantenmechanik einen dominierenden Einfluss hat. Niedrig-dimensionale Elektronensysteme offenbaren eine Vielzahl neuartiger Phänomene. In dieser Arbeit betrachten wir modulationsdotierte Halbleiter-Systeme mit freien oder quantisierten Leitungsband-Elektronen. In zweidimensionalen Elektronensystemen (2 D E S) treten bei tiefer Temperatur und im hohen Magnetfeld beispielsweise der Quanten-Hall-Effekt [v K80] und der Fraktionale Quanten-Hall-Effekt [ Tsu82] auf. Die Entdeckung dieser fundamental neuartigen Phänomene wurde jeweils mit einem Nobelpreis ausgezeichnet. |
Optical Biosensors in a New DesignStefanie AhlTaschenbuchBroschiertes Buch Physicochemical experimental techniques combined with the specificity of a biological recognition system have resulted in a variety of new analytical devices known as biosensors. Biosensors are under intensive development worldwide because they have many potential applications, e. g. in the fields of clinical diagnostics, food analysis, and environmental monitoring. Much effort is spent on the development of highly sensitive sensor platforms to study interactions on the molecular scale. In the first part, this thesis focuses on exploiting the biosensing application of nanoporous gold ( N P G) membranes. N P G with randomly distributed nanopores (pore sizes less than 50 nm) will be discussed here. The N P G membrane shows unique plasmonic features, i. e. it supports both propagating and localized surface plasmon resonance modes (p S P R and l-S P R, respectively), both offering sensitive probing of the local refractive index variation on/in N P G. Surface refractive index sensors have an inherent advantage over fluorescence optical biosensors that require a chromophoric group or other luminescence label to transduce the binding event. In the second part, gold/silica composite inverse opals with macroporous structures were investigated with bio- or chemical sensing applications in mind. These samples combined the advantages of a larger available gold surface area with a regular and highly ordered grating structure. The signal of the plasmon was less noisy in these ordered substrate structures compared to the random pore structures of the N P G samples. In the third part of the thesis, surface plasmon resonance ( S P R) spectroscopy was applied to probe the protein-protein interaction of the calcium binding protein centrin with the heterotrimeric G-protein transducin on a newly designed sensor platform. S P R spectroscopy was intended to elucidate how the binding of centrin to transducin is regulated towards understanding centrin functions in photoreceptor cells. |
Schnelle Expansion von überkritischen Lösungen zur Herstellung von organischen NanopartikelnDana HermsdorfTaschenbuchDas Ziel der vorliegenden Arbeit war es Partikel im Nanometerbereich herzustellen. Dazu wurde eine neuartige R E S S-Apparatur aufgebaut, mit der schwerflüchtige Substanzen mikronisiert werden können Insbesondere die gepulste Expansion ermöglicht erstmals auch Expansionen ins Vakuum. Mit dieser Apparatur sollten Substanzen untersucht werden, die eine Rolle in der Atmosphäre, interstellaren Stäuben und in der pharmazeutischen Industrie spielen. Dabei werden Scanning Mobility Particle Sizer ( S M P S), 3-Wellenlängenextinktionmessung (3-W E M) und Rasterelektronenmikroskopie ( R E M) zur Bestimmung der Partikelgröße und- form und F T I R-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie zur Bestimmung der Struktur und chemischen Zusammensetzung verwendet. Ein weiteres wichtiges Ziel war es, den eigentlichen Partikelbildungsprozess besser zu verstehen. Dieser wurde bisher nur theoretisch untersucht. Experimentelle Arbeiten fehlten vollständig. Mit der hier vorgestellten Apparatur können in situ Messungen mit F T I R-Spektroskopie und 3-W E M in der Expansion durchgeführt werden. Zusammen mit dem Vakuumsystem und der beweglichen Düse kann damit sowohl im Überschall- als auch im Unterschallbereich der Expansion und damit im Bereich der Partikelbildung gemessen werden. Dazu werden zuerst Messungen von dem reinen Lösungsmittel C O2 und dann zusammen mit dem in sc C O2 gelösten Feststoff im Bereich der Überschallexpansion durchgeführt. Für diese Untersuchungen werden Adamantan und Nonadekan als Festsubstanzen verwendet, da diese sehr gute Löslichkeiten in sc C O2 besitzen. Um Partikel in der Atmosphäre und im Weltall auf Eigenschaften wie Partikelgröße oder Teilchenkonzentration zu untersuchen sind optischen Daten notwendig. Diese werden in Datenbanken tabelliert. Substanzen, die in der Atmosphäre bzw. in interstellaren Stäuben vorkommen, sind z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe wie Phenanthren oder Biphenyl. |
Co/Pd- und Co/Pt-Schichtsysteme auf Partikelmonolagen (Dissertation Classic)Till UlbrichTaschenbuch |
Miniaturisierung von kombinatorischen Festphasensynthesen zur Automatisierung der WirkstofffindungGregor A GrossTaschenbuch |