Indentation and self-healing mechanisms of a self-assembled monolayer:a combined experimental and modeling study

A combination of in situ vibrational sum-frequency generation (SFG) spectroscopy and molecular-dynamics (MD) simulations has allowed us to study the effects of indentation of self-assembled octadecylphosphonic acid (ODPA) monolayers on α-Al2O3(0001). Stress-induced changes in the vibrational signatures of C–H stretching vibrations in SFG spectra and the results of MD simulations provide clear evidence for an increase in gauche-defect density in the monolayer as a response to indentation. A stress-dependent analysis indicates that the defect density reaches saturation at approximately 155 MPa. After stress is released, the MD simulations show an almost instantaneous healing of pressure-induced defects in good agreement with experimental results. The lateral extent of the contact areas was studied with colocalized SFG spectroscopy and compared to theoretical predictions for pressure gradients from Hertzian contact theory. SFG experiments reveal a gradual increase in gauche-defect density with pressure before saturation close to the contact center. Furthermore, our MD simulations show a spatial anisotropy of pressure-induced effects within ODPA domains: molecules tilted in the direction of the pressure gradient increase in tilt angle while those on the opposite side form gauche-defects

Untersuchungen zum Auftreten rekombinanter Potyviren in Mischinfektionen und virusresistenten transgenen Pflanzen (VRTP) sowie Nachweise zur Virusverteilung in doppelinfizierten Pflanzen

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Cavity effects in polygonal resonators

In der vorliegenden Arbeit werden ZnO-Mikronadeln bezüglich ihrer Anwendbarkeit als Mikroresonatoren untersucht. Dabei stehen Kavitätsmoden im Fokus der Untersuchungen, die sich nur senkrecht zur Nadelachse ausbreiten, sprich innerhalb der hexagonalen Nadelquerschnittsfläche. Folglich wird der Einfluss der Gestalt der Querschnittsfläche auf Resonatoreigenschaften wie Propagation, Form, Direktionalität und Qualität der Kavitätsmoden sowohl theoretisch simuliert als auch experimentell nachgewiesen. Die dabei beobachteten hohen Qualitätsfaktoren von Flüstergalerie-Moden ermöglichen es darüberhinaus, Wechselwirkungseffekte zwischen Kavität und Mode zu beobachten. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der regulären, polygonalen Resonatorform und deren Einfluss auf die Dimensionalität von Kavitätsmoden sowie deren mögliche Wechselwirkung mit dem elektronischen System des Resonators. Beispielhaft wird ein hexagonaler Resonator zur Veranschaulichung gewählt, wie er durch ZnO-Mikronadeln gegeben ist, undmittels Finite-Difference-Time-Domain (FDTD)-Simulationen sowie winkelaufgelöster Photolumineszenz (PL)-Spektroskopie untersucht. Die aufgenommenen PL-Spektren können unter Zuhilfenahme photonischer Dispersionskurven von ein- und zwei-dimensionalen Kavitätsmoden reproduziert werden. Basierend auf diesen Ergebnissen wird der Einfluß der Resonatorecken auf die Lichtauskopplung diskutiert und mittels winkelaufgelöster, anregungsabhängiger und temperaturabhängier PL-Spektroskopie nachgewiesen. Desweiteren wird auf die Wechselwirkung zwischen dem Resonator und den Kavitätsmoden eingegangen, imSpeziellen auf die starke Kopplung zwischen Flüstergalerie-Moden und freien Exzitonen imResonatormaterial. Bereits erschienende Publikationen zu diesemThema werden präsentiert und kritisch hinterfragt. Dabei wird ein Leitfaden aufgestellt, der eine Evaluierung möglicher Polaritonen-Phänomene ermöglicht. Um Wechselwirkungen dieser Art auch in den hier untersuchtenMikronadeln nachzuweisen, werden Hochanregungs-PL-Messungen durchgeführt. Dabei werden Messungen in der Mitte der Nadel sowie in der Nähe ihrer Ecken getätigt, um spezielle Polaritonen-Propagationseffekte beobachten zu können. Im zweiten Teil der Arbeit wird der Einfluß von irregulären und inhomogenen Resonatorformen auf die Bildung von Flüstergalerie-Moden diskutiert. Dafür werden elongierte Teile der Nadeln, die durch laterale Auswüchse entstehen, winkelaufgelöst bezüglich einer gerichteten Auskopplung von Kavitätsmoden vermessen und verzerrte Mikronadeln, wie sie beim Biegen entstehen, bezüglich der entstehenden Deformationseffekte und deren Einfluss auf die Kavitätsmoden mittels hochaufgelöster Mikro-PL untersucht. Die experimentellen Ergebnisse zu irregulären Resonatoren können durch FDTD-Simulationen bestätigt werden. Desweiteren wurden Mikronadel- und Nanonadel-Quantengraben-Heterostrukturen hergestellt und deren Lumineszenzeigenschaften diskutiert. Dabei wird speziell auf die Homogenität der Quantengrabenemission eingegangen und Strategien zur Realisierung einer starken Kopplung zwischen Flüstergalerie-Moden und Quantengraben-Exzitonen aufgestellt. Diese Strategien werden experimentell umgesetzt und deren Ergebnisse anhand von Kathodolumineszenzmessungen vorgestellt

GaAs integrated quantum photonics : towards compact and multi-functional quantum photonic integrated circuits

We further acknowledge financial support from the European Commission within the FP7 project QUANTIP (Project No. 244026) and the Dutch Technology Foundation STW (Project No. 10380).The recent progress in integrated quantum optics has set the stage for the development of an integrated platform for quantum information processing with photons, with potential applications in quantum simulation. Among the different material platforms being investigated, direct-bandgap semiconductors and particularly gallium arsenide (GaAs) offer the widest range of functionalities, including single- and entangled-photon generation by radiative recombination, low-loss routing, electro-optic modulation and single-photon detection. This paper reviews the recent progress in the development of the key building blocks for GaAs quantum photonics and the perspectives for their full integration in a fully-functional and densely integrated quantum photonic circuit.PostprintPeer reviewe

TlR expression profile of human gingival margin-derived stem progenitor cells

Background: Gingival margin-derived stem/progenitor cells (G-MSCs) show remarkable periodontal regenerative potential in vivo. During regeneration, G-MSCs may interact with their inflammatory environment via toll-likereceptors (TLRs). The present study aimed to depict the G-MSCs TLRs expression profile. Material and Methods: Cells were isolated from free gingival margins, STRO-1-immunomagnetically sorted and seeded to obtain single colony forming units (CFUs). G-MSCs were characterized for CD14, CD34, CD45, CD73, CD90, CD105, CD146 and STRO-1 expression, and for multilineage differentiation potential. Following G-MSCs’ incubation in basic or inflammatory medium (IL-1β, IFN-γ, IFN-α, TNF-α) a TLR expression profile was generated. Results: G-MSCs showed all stem/progenitor cells’ characteristics. In basic medium G-MSCs expressed TLRs 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 10. The inflammatory medium significantly up-regulated TLRs 1, 2, 4, 5, 7 and 10 and diminished TLR 6 (p≤0.05, Wilcoxon-Signed-Ranks-Test). Conclusions: The current study describes for the first time the distinctive TLRs expression profile of G-MSCs under uninflamed and inflamed conditions

Exciton dynamics in solid-state green fluorescent protein

We study the decay characteristics of Frenkel excitons in solid-state enhanced green fluorescent protein (eGFP) dried from solution. We further monitor the changes of the radiative exciton decay over time by crossing the phase transition from the solved to the solid state. Complex interactions between protonated and deprotonated states in solid-state eGFP can be identified from temperature-dependent and time-resolved fluorescence experiments that further allow the determination of activation energies for each identified process.PostprintPeer reviewe

Competing exciton localization effects due to disorder and shallow defects in semiconductor alloys

We demonstrate that excitons in semiconductor alloys are subject to competing localization effects due to disorder (random potential fluctuations) and shallow point defects (impurities). The relative importance of these effects varies with alloy chemical composition, impurity activation energy as well as temperature. We evaluate this effect quantitatively for MgxZn1−xO : Al (0 6 x 6 0.058) and find that exciton localization at low (2 K) and high (300 K) temperatures is dominated by shallow donor impurities and alloy disorder, respectively

Strong coupling in fully tunable microcavities filled with biologically-produced fluorescent proteins

We thank C. Schneider for fruitful discussions and A. Clemens and K. Ostermann (TU Dresden, Germany) for technical support with protein preparation. We acknowledge financial support from the European Research Council (ERC StG ABLASE, 640012), the Scottish Funding Council (via SUPA), the European Union Marie Curie Career Integration Grant (PCIG12-GA-2012-334407) and the EPSRC Hybrid Polaritonics program grant (EP/M025330/1). M.S. acknowledges funding from the German Science Foundation (DFG) through a Research Fellowship (SCHU 3003/1-1) and from the European Commission for a Marie Sklodowska-Curie Individual Fellowship (659213). S.H. gratefully acknowledges support by the Royal Society and the Wolfson Foundation.Strong coupling between cavity photons and excited states of biologically produced recombinant fluorescent proteins in fully tunable optical microcavities is demonstrated. Natural thickness and concentration gradients in blends of two different proteins allow precise adjustment of the spectral position of polariton states and of the effective coupling strength, thus providing control of the photonic and excitonic components of the system.Publisher PDFPeer reviewe