Epitaxial nanolayers of large organic molecules: Quaterrylenes on organic and inorganic substrates

In der vorliegenden Arbeit wurde das hochgeordnete Wachstum von großen organischen Molekülen auf kristallinen Substraten mit Hilfe der Quaterrylenderivate QT, QTCDI und QTCMI untersucht. Um derartige Schichten herstellen und charakterisieren zu können, wurde eine Organische Molekularstrahlepitaxy (OMBE)-Anlage aufgebaut. Allerdings stellt OMBE bisher nur ein Standardverfahren für die Präparation hochgeordneter Schichten bestehend aus kleineren Molekülen dar. Im Zusammenhang mit größeren Molekülen ergibt sich die Frage, ob auf Grund der höheren Sublimationstemperatur diese unzersetzt aufgedampft werden können. Optische Spektroskopieexperimente haben gezeigt, daß dies im Fall von QT möglich ist. Andererseits beginnt die Zersetzung von QTCDI bereits unterhalb seiner Sublimationstemperatur, wobei als eines der Produkte QTCMI entsteht. Ein wesentliches Anliegen dieser Arbeit bestand darin, die Frage zu klären, inwieweit diese großen Aromate epitaktisch auf anorganischen als auch organischen Substraten aufwachsen. Organisch-anorganische Schichtsysteme wurden durch Aufdampfen der Quaterrylenderivate auf einkristalline, rekonstruierte Goldoberflächen erzeugt und anschließend mit LEED und STM charakterisiert. Trotz der eingeschränkten thermischen Stabilität von QTCDI konnten sowohl hochgeordnete QT als auch QTCDI Monolagen auf Au(111) hergestellt werden, die jeweils aus flachliegenden Molekülen bestehen. Im Falle von QTCDI konnte dieses Resultat durch eine Optimierung der Probenherstellung erreicht werden. Im Unterschied zur Anordnung der QT Moleküle in Reihen, bilden die QTCDI Moleküle eine dazu deutlich verschiedene brickwall Struktur, die durch die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Randgruppen der QTCDI Moleküle erklärt werden kann. In ähnlicher Weise zeigt sich der Einfluß der Substituenten auf die Anordnung der Moleküle in der Schicht an den gefunden QTCMI Strukturen. Im Unterschied zu QTCDI Monolagen auf Au(111), konnten keine reinen QTCMI Proben erzeugt werden. Die Ursache dafür ist, daß QTCMI zwar in der QTCDI Knudsenzelle angereichert werden kann, aber beide Moleküle ähnliche Verdampfungstemperaturen besitzen. Selbst die Präparation einer reinen QTCMI Probe nach vollständiger Umsetzung aller QTCDI Moleküle in der Knudsenzelle erscheint schwierig, da bei diesen Temperaturen auch die Zersetzung der QTCMI Moleküle stattfindet. Des weiteren wurden QT Monolagen auf Au(100) Substraten hergestellt. Die QT Moleküle besitzen auf dieser Oberfläche dieselbe Anordnung wie auf Au(111). Auf beiden Oberflächen wurden nur bestimmte Domänenwinkel beobachtet, die die Ausrichtung der Moleküldomänen im Bezug zum Substrat beschreiben. Da die rekonstruierten Au(100) Oberfläche typischerweise nur eine Phase je Terrasse ausbildet, entsteht eine ausgedehnte QT Domäne bereits durch eine einzige Adsorbatstruktur. Andererseits erfordert das homogene Wachstum einer ausgedehnten QT Domäne auf verschiedenen Rekonstruktionsdomänen der Au(111) Oberfläche die Existenz der drei beobachteten Adsorbatstrukturen, die sich durch unterschiedliche Domänenwinkel auszeichnen. Weiterhin wurden Anzeichen dafür gefunden, daß die rekonstruierten Au(111) und Au(100) Oberflächen durch die Adsorption von QT Molekülen verändert werden. Während dieser Effekt im Fall der Au(111) Oberfläche auch bei anderen organischen Molekülen beobachtet wurde, ist unseres Wissens nach in der Literatur eine Veränderung der Au(100) Rekonstruktion in Folge des Aufdampfens einer organischen Molekülschicht bisher nicht beschrieben worden. Darüber hinaus können alle beobachteten Adsorbatstrukturen der Quaterrylenderivate auf Au(111) und Au(100) im Rahmen des point-on-line Modells erklärt werden. Das Wachstum der zweiten Monolage QT auf Au(111) wurde als Beispiel für organisch-organische Homoepitaxy untersucht. Die Moleküle der zweiten QT Monolage bilden wiederum Reihen, die entlang der QT Reihen der ersten Monolage wachsen. Als unmittelbare Folge existiert nur eine mögliche Domänenorientierung im Bezug zur ersten Monolage QT. Im Unterschied zu den ausschließlich flachliegenden Molekülen der ersten Monolage QT wurden in der zweiten Monolage alternierend stehende und liegende Moleküle beobachtet. Die resultierende Struktur ähnelt dabei der QT Kristallstruktur. Diese Resultate zeigen, daß die Au(111) Oberfläche einen vergleichsweise starken Einfluß auf die Struktur der ersten QT Monolage hat, während sie sich deutlich weniger stark auf die Struktur der zweiten QT Monolage auswirkt. Einen weiteren Aspekt der vorliegenden Arbeit stellen organisch-organische Heterostrukturen bestehend aus QT-HBC Schichten auf Au(111) dar. Im Zusammenhang mit der Untersuchung dieser Schichten sollte geklärt werden, ob der kürzlich gefundene Epitaxytyp line-on-line das Wachstum organisch-organischer Heterostrukturen generell beschreiben kann. Im Gegensatz zu typischen STM Bildern von organisch-organischen Heterostrukturen aus der Literatur, konnten hier Bilder aufgezeichnet werden, in der beide Molekülsorten deutlich voneinander unterschieden werden können. Dabei wurde eine QT/HBC Heterostruktur gefunden, bei der flachliegende QT Moleküle Reihen bilden. Im Unterschied zu QT auf Au(111) sind diese Reihen nicht dicht aneinander gepackt. Diese Beobachtung deutet darauf hin, daß die QT Struktur durch ein energetisch günstiges Packen der QT Moleküle auf den HBC Molekülen bestimmt wird. Darüber hinaus wurden zwei weitere Adsorbatstrukturen mit deutlich verschiedenen Gitterparametern gefunden. Hochaufgelöste STM Bilder legen nahe, daß diese beiden Strukturen alternierend aus stehenden und liegenden Moleküle bestehen. Die Experimente liefern Anzeichen dafür, daß die jeweilige Anordnung der QT Moleküle in der Schicht von der Dicke der darunterliegen HBC Schicht bestimmt wird. Demnach liegen die QT Moleküle auf einer Monolage HBC infolge der stärkeren Wechselwirkung zur Au(111) Oberfläche flach, während die bei dickeren HBC Schichten schwächere Wechselwirkung mit dem Gold eine Struktur aus stehenden und liegenden Molekülen ähnlich der Kristallstruktur zur Folge hat

A Tribute to Professor Alexopoulos

This issue of the Proceedings began to take form on June 17, 1973, at the University of Massachusetts when many of the former students of Professor Alexopoulos gathered to present him and Mrs. Alexopoulos with a day of appreciation. The reading of scientific papers written by his students, the banquet that evening, and the preparation of this issue of the Proceedings which includes those papers was an honor for all of us because it provided an opportunity to express our appreciation to our warmly admired teacher. That the Board of the Iowa Academy of Science, especially the Editorial Board of the Proceedings, saw fit to join the celebration testifies to what we all know: the respect and admiration for Professor Alexopoulos\u27 contributions to mycology and education are recognized by many others besides his former students

Is the angular momentum of an electron conserved in a uniform magnetic field?

We show that an electron moving in a uniform magnetic field possesses a time-varying ``diamagnetic'' angular momentum. Surprisingly this means that the kinetic angular momentum of the electron may vary with time, despite the rotational symmetry of the system. This apparent violation of angular momentum conservation is resolved by including the angular momentum of the surrounding fields

Mechanical Faraday effect for orbital angular momentum-carrying beams

When linearly polarised light is transmitted through a spinning window, the plane of polarisation is rotated. This rotation arises through a phase change that is applied to the circularly polarised states corresponding to the spin angular momentum (SAM). Here we show an analogous effect for the orbital angular momentum (OAM), where a differential phase between the positive and negative modes (±ℓ) is observed as a rotation of the transmitted image. For normal materials, this rotation is on the order of a micro radian, but by using a slow-light medium, we show a rotation of a few degrees. We also note that, within the bounds of our experimental parameters, this rotation angle does not exceed the scale of the spatial features in the beam profile

Angular two-photon interference and angular two-qubit states

Using angular-position-orbital-angular-momentum entangled photons, we study angular two-photon interference in a scheme in which entangled photons are made to pass through apertures in the form of double angular slits, and using this scheme, we demonstrate an entangled two-qubit state that is based on the angular-position correlations of entangled photons. The entanglement of the two-qubit state is quantified in terms of concurrence. These results provide an additional means for preparing entangled quantum states for use in quantum information protocols

Hochintegriertes Kamerasystem für die Multifrequenz-Lumineszenzabklingzeitbildgewinnung

Es wird ein neuartiges, hochintegriertes Kamerasystem mit einer räumlichen Auflösung von 1024 x 1024 Bildpunkten zur Messung von Lumineszenzabklingzeiten im Frequenzbereich bei Modulationsfrequenzen von 5 kHz bis 50 MHz vorgestellt. Es kann die bildhafte Messung von Lumineszenzabklingzeiten deutlich vereinfachen und neue Einsatzfelder eröffnen. Erste Messungen mit dem Kamerasystem zeigen bereits vielversprechende Resultate und ein hohes Maß an Flexibilität für zahlreiche Anwendungen. Dynamische Photolumineszenzprozesse, wie die Lumineszenzlöschung und der Förster-Resonanzenergietransfer (FRET), werden theoretisch behandelt und mit Hilfe elektrischer Ersatzschaltungen modelliert. Durch bestehende elektrotechnische Methoden lassen sich die erstellten Modelle simulieren, visualisieren und mit realen Messungen vergleichen. Die in vorliegender Arbeit entworfenen Modelle werden mit ausgewählten Messungen verglichen und diskutiert. Dabei zeigt sich eine gute Übereinstimmung zwischen Modell und realer Probe sowie das Potenzial, komplexere lumineszente Systeme zu untersuchen und zu modellieren, um ein tieferes Verständnis über diese zu erlangen

Idéfix:identifying accidental sample mix-ups in biobanks using polygenic scores

MOTIVATION: Identifying sample mix-ups in biobanks is essential to allow the repurposing of genetic data for clinical pharmacogenetics. Pharmacogenetic advice based on the genetic information of another individual is potentially harmful. Existing methods for identifying mix-ups are limited to datasets in which additional omics data (e.g. gene expression) is available. Cohorts lacking such data can only use sex, which can reveal only half of the mix-ups. Here, we describe Idéfix, a method for the identification of accidental sample mix-ups in biobanks using polygenic scores. RESULTS: In the Lifelines population-based biobank, we calculated polygenic scores (PGSs) for 25 traits for 32 786 participants. We then applied Idéfix to compare the actual phenotypes to PGSs, and to use the relative discordance that is expected for mix-ups, compared to correct samples. In a simulation, using induced mix-ups, Idéfix reaches an AUC of 0.90 using 25 polygenic scores and sex. This is a substantial improvement over using only sex, which has an AUC of 0.75. Subsequent simulations present Idéfix’s potential in varying datasets with more powerful PGSs. This suggests its performance will likely improve when more highly powered GWASs for commonly measured traits will become available. Idéfix can be used to identify a set of high-quality participants for whom it is very unlikely that they reflect sample mix-ups, and for these participants we can use genetic data for clinical purposes, such as pharmacogenetic profiles. For instance, in Lifelines, we can select 34.4% of participants, reducing the sample mix-up rate from 0.15% to 0.01%. AVAILABILITYAND IMPLEMENTATION: Idéfix is freely available at https://github.com/molgenis/systemsgenetics/wiki/Idefix. The individual-level data that support the findings were obtained from the Lifelines biobank under project application number ov16_0365. Data is made available upon reasonable request submitted to the LifeLines Research office ([email protected], https://www.lifelines.nl/researcher/how-to-apply/apply-here). SUPPLEMENTARY INFORMATION: Supplementary data are available at Bioinformatics online

Intra-host symbiont diversity in eastern Pacific cold seep tubeworms identified by the 16S-V6 region, but undetected by the 16S-V4 region

Vestimentiferan tubeworms are key taxa in deep-sea chemosynthetic habitats worldwide. As adults they obtain their nutrition through their sulfide-oxidizing bacterial endosymbionts, which are acquired from the environment. Although horizontal transmission should favor infections by various symbiotic microbes, the current paradigm holds that every tubeworm harbors only one endosymbiotic 16S rRNA phylotype. Although previous studies based on traditional Sanger sequencing have questioned these findings, population level high-throughput analyses of the symbiont 16S diversity are still missing. To get further insights into the symbiont genetic variation and uncover hitherto hidden diversity we applied state-of-the-art 16S-V4 amplicon sequencing to populations of the co-occurring tubeworm species Lamellibrachia barhami and Escarpia spicata that were collected during E/V Nautilus and R/V Western Flyer cruises to cold seeps in the eastern Pacific Ocean. In agreement with earlier work our sequence data indicated that L. barhami and E. spicata share one monomorphic symbiont phylotype. However, complementary CARD-FISH analyses targeting the 16S-V6 region implied the existence of an additional phylotype in L. barhami. Our results suggest that the V4 region might not be sufficiently variable to investigate diversity in the intra-host symbiont population at least in the analyzed sample set. This is an important finding given that this region has become the standard molecular marker for high-throughput microbiome analyses. Further metagenomic research will be necessary to solve these issues and to uncover symbiont diversity that is hidden below the 16S rRNA level

Gender-Based Harassment and the Hostile Work Environment

Large investments are made annually to develop and maintain IT systems. Successful outcome of IT projects is therefore crucial for the economy. Yet, many IT projects fail completely or are delayed or over budget, or they end up with less functionality than planned. This article describes a Bayesian decision-support model. The model is based on expert elicited data from 51 experts. Using this model, the effect management decisions have upon projects can be estimated beforehand, thus providing decision support for the improvement of IT project performance.QC 20140131. Updated from accepted to published.</p