Untersuchungen zur effizienten Herstellung von Substraten für die oberflächenverstärkte Infrarotspektroskopie

Metallische Nanostäbe mit einer Länge im Mikrometer-Bereich wirken als Antennen für infrarotes Licht: Indem unter Lichteinfall eine kollektive Schwingung der Leitungselektronen angeregt wird (ein sogenanntes Plasmon), wird das elektrische Feld an den Stabenden stark konzentriert. Besonders starke Feldkonzentrationen treten auf, wenn zwei Antennenarme durch eine schmale Lücke getrennt sind (Dimerantenne). Somit können die Antennen Licht-Materie-Wechselwirkungen -- wie beispielsweise die Absorption infraroten Lichtes von Molekülen -- verstärken. Dieses als oberflächenverstärkte Infrarotabsorption (SEIRA) bezeichnete Phänomen ist sehr nützlich, um Signale in der Infrarotspektroskopie zu verstärken. Diese Arbeit widmet sich der effizienten Herstellung von metallischen Nanostäben für SEIRA. Im ersten Schwerpunktthema werden Dimerantennen, die per Elektronenstrahllithographie (EBL) hergestellt wurden und eine auflösungsbegrenzte Lücke aufweisen, durch eine photochemische Reduktion von Metallsalzkomplexen nachträglich vergrößert. Dadurch verringert sich die Lückengröße und erreicht Werte deutlich unter der Auflösungsgrenze der EBL. Es wird gezeigt, dass diese photochemische Abscheidung die IR-optischen Eigenschaften der Dimerantennen durch plasmonische Kopplung entscheidend verändert. Zudem steigt die Infrarotabsorption von in der Lücke befindlichen Molekülen mit sinkender Lückengröße. Im zweiten Schwerpunktthema liegt der Fokus auf der günstigen Fabrikation einer Vielzahl von IR-Antennen in einem parallelen Prozess. Dabei werden poröse Template aus anodisiertem Aluminiumoxid (AAO) als Negativ für die herzustellenden Metallstäbe benutzt. Es wird zuerst gezeigt, dass die Poren des Templates durch die photochemische Reduktion von Goldsalzkomplexen befüllt werden können. Für eine gezielte Einstellung der Stäbchenlänge und die Generierung einer nanoskaligen Lücke wird weiterhin die elektrochemische Befüllung der Template untersucht. Die hiermit hergestellten IR-Antennen werden vereinzelt, auf ein Substrat aufgetragen und hinsichtlich ihrer Struktur und ihrer IR-optischen Eigenschaften charakterisiert. Die Vor- und Nachteile der untersuchten Herstellungsmethoden und ihre Eignung für die Fabrikation von IR-Antennen für SEIRA werden diskutiert.Metallic nanorods with lengths in the micrometer regime act as antennas for infrared light: As incident light excites a collective oscillation of the conduction electrons (a so-called plasmon), the electric field is concentrated at the rod ends. In case two antenna arms are separated by a small gap (dimer antenna), a particularly high field concentration occurs. Thereby the antennas are capable of enhancing light-matter-interaction -- for example the absorption of infrared light by molecules. This phenomenon, termed as surface enhanced infrared absorption (SEIRA), is very useful to enhance absorption signals in infrared spectroscopy. This thesis attends to the efficient fabrication of metallic nanorods for SEIRA. The first topic in focus is the manipulation of dimer antennas fabricated by electron beam lithography (EBL), featuring a gap of resolution-limited size. By applying a photochemical reduction of metal salt complexes in solution, the dimer arms are subsequently enlarged. Thereby the gap size is reduced and reaches values clearly below the resolution limit of EBL. It is shown that the IR optical properties of dimer antennas dramatically change during photochemical metal deposition. This is due to plasmonic coupling. Additionally, the absorption of infrared light by molecules located in the gap increases with decreasing gap size. The second topic in focus is the cheap fabrication of a large number of IR antennas in a parallel process. Here, porous templates of anodized aluminum oxide (AAO) are used as a negative for the metal rods to be fabricated. Firstly, it is shown that the pores of the template can be filled by photochemical reduction of gold salt complexes. For a targeted adjustment of the rod lengths and the generation of a nanoscale gap, secondly, the electrochemical filling of acsu AAO is investigated. The IR antennas prepared by this method are extracted from the template, transferred to a substrate, and individually characterized in terms of their structure and IR optical properties. Advantages and drawbacks of the fabrication methods investigated in this work as well as their applicability to the fabrication of IR antennas for SEIRA are being discussed

Sequential treatment of ADHD in mother and child (AIMAC study): importance of the treatment phases for intervention success in a randomized trial

Background: The efficacy of parent-child training (PCT) regarding child symptoms may be reduced if the mother has attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). The AIMAC study (ADHD in Mothers and Children) aimed to compensate for the deteriorating effect of parental psychopathology by treating the mother (Step 1) before the beginning of PCT (Step 2). This secondary analysis was particularly concerned with the additional effect of the Step 2 PCT on child symptoms after the Step 1 treatment. Methods: The analysis included 143 mothers and children (aged 6–12 years) both diagnosed with ADHD. The study design was a two-stage, two-arm parallel group trial (Step 1 treatment group [TG]: intensive treatment of the mother including psychotherapy and pharmacotherapy; Step 1 control group [CG]: supportive counseling only for mother; Step 2 TG and CG: PCT). Single- and multi-group analyses with piecewise linear latent growth curve models were applied to test for the effects of group and phase. Child symptoms (e.g., ADHD symptoms, disruptive behavior) were rated by three informants (blinded clinician, mother, teacher). Results: Children in the TG showed a stronger improvement of their disruptive behavior as rated by mothers than those in the CG during Step 1 (Step 1: TG vs. CG). In the CG, according to reports of the blinded clinician and the mother, the reduction of children’s disruptive behavior was stronger during Step 2 than during Step 1 (CG: Step 1 vs. Step 2). In the TG, improvement of child outcome did not differ across treatment steps (TG: Step 1 vs. Step 2). Conclusions: Intensive treatment of the mother including pharmacotherapy and psychotherapy may have small positive effects on the child’s disruptive behavior. PCT may be a valid treatment option for children with ADHD regarding disruptive behavior, even if mothers are not intensively treated beforehand. Trial registration: ISRCTN registry ISRCTN73911400. Registered: 29 March 2007

Untersuchungen zur effizienten Herstellung von Substraten für die oberflächenverstärkte Infrarotspektroskopie

Metallische Nanostäbe mit einer Länge im Mikrometer-Bereich wirken als Antennen für infrarotes Licht: Indem unter Lichteinfall eine kollektive Schwingung der Leitungselektronen angeregt wird (ein sogenanntes Plasmon), wird das elektrische Feld an den Stabenden stark konzentriert. Besonders starke Feldkonzentrationen treten auf, wenn zwei Antennenarme durch eine schmale Lücke getrennt sind (Dimerantenne). Somit können die Antennen Licht-Materie-Wechselwirkungen -- wie beispielsweise die Absorption infraroten Lichtes von Molekülen -- verstärken. Dieses als oberflächenverstärkte Infrarotabsorption (SEIRA) bezeichnete Phänomen ist sehr nützlich, um Signale in der Infrarotspektroskopie zu verstärken. Diese Arbeit widmet sich der effizienten Herstellung von metallischen Nanostäben für SEIRA. Im ersten Schwerpunktthema werden Dimerantennen, die per Elektronenstrahllithographie (EBL) hergestellt wurden und eine auflösungsbegrenzte Lücke aufweisen, durch eine photochemische Reduktion von Metallsalzkomplexen nachträglich vergrößert. Dadurch verringert sich die Lückengröße und erreicht Werte deutlich unter der Auflösungsgrenze der EBL. Es wird gezeigt, dass diese photochemische Abscheidung die IR-optischen Eigenschaften der Dimerantennen durch plasmonische Kopplung entscheidend verändert. Zudem steigt die Infrarotabsorption von in der Lücke befindlichen Molekülen mit sinkender Lückengröße. Im zweiten Schwerpunktthema liegt der Fokus auf der günstigen Fabrikation einer Vielzahl von IR-Antennen in einem parallelen Prozess. Dabei werden poröse Template aus anodisiertem Aluminiumoxid (AAO) als Negativ für die herzustellenden Metallstäbe benutzt. Es wird zuerst gezeigt, dass die Poren des Templates durch die photochemische Reduktion von Goldsalzkomplexen befüllt werden können. Für eine gezielte Einstellung der Stäbchenlänge und die Generierung einer nanoskaligen Lücke wird weiterhin die elektrochemische Befüllung der Template untersucht. Die hiermit hergestellten IR-Antennen werden vereinzelt, auf ein Substrat aufgetragen und hinsichtlich ihrer Struktur und ihrer IR-optischen Eigenschaften charakterisiert. Die Vor- und Nachteile der untersuchten Herstellungsmethoden und ihre Eignung für die Fabrikation von IR-Antennen für SEIRA werden diskutiert.Metallic nanorods with lengths in the micrometer regime act as antennas for infrared light: As incident light excites a collective oscillation of the conduction electrons (a so-called plasmon), the electric field is concentrated at the rod ends. In case two antenna arms are separated by a small gap (dimer antenna), a particularly high field concentration occurs. Thereby the antennas are capable of enhancing light-matter-interaction -- for example the absorption of infrared light by molecules. This phenomenon, termed as surface enhanced infrared absorption (SEIRA), is very useful to enhance absorption signals in infrared spectroscopy. This thesis attends to the efficient fabrication of metallic nanorods for SEIRA. The first topic in focus is the manipulation of dimer antennas fabricated by electron beam lithography (EBL), featuring a gap of resolution-limited size. By applying a photochemical reduction of metal salt complexes in solution, the dimer arms are subsequently enlarged. Thereby the gap size is reduced and reaches values clearly below the resolution limit of EBL. It is shown that the IR optical properties of dimer antennas dramatically change during photochemical metal deposition. This is due to plasmonic coupling. Additionally, the absorption of infrared light by molecules located in the gap increases with decreasing gap size. The second topic in focus is the cheap fabrication of a large number of IR antennas in a parallel process. Here, porous templates of anodized aluminum oxide (AAO) are used as a negative for the metal rods to be fabricated. Firstly, it is shown that the pores of the template can be filled by photochemical reduction of gold salt complexes. For a targeted adjustment of the rod lengths and the generation of a nanoscale gap, secondly, the electrochemical filling of acsu AAO is investigated. The IR antennas prepared by this method are extracted from the template, transferred to a substrate, and individually characterized in terms of their structure and IR optical properties. Advantages and drawbacks of the fabrication methods investigated in this work as well as their applicability to the fabrication of IR antennas for SEIRA are being discussed

Untersuchungen zur effizienten Herstellung von Substraten für die oberflächenverstärkte Infrarotspektroskopie

Metallische Nanostäbe mit einer Länge im Mikrometer-Bereich wirken als Antennen für infrarotes Licht: Indem unter Lichteinfall eine kollektive Schwingung der Leitungselektronen angeregt wird (ein sogenanntes Plasmon), wird das elektrische Feld an den Stabenden stark konzentriert. Besonders starke Feldkonzentrationen treten auf, wenn zwei Antennenarme durch eine schmale Lücke getrennt sind (Dimerantenne). Somit können die Antennen Licht-Materie-Wechselwirkungen -- wie beispielsweise die Absorption infraroten Lichtes von Molekülen -- verstärken. Dieses als oberflächenverstärkte Infrarotabsorption (SEIRA) bezeichnete Phänomen ist sehr nützlich, um Signale in der Infrarotspektroskopie zu verstärken. Diese Arbeit widmet sich der effizienten Herstellung von metallischen Nanostäben für SEIRA. Im ersten Schwerpunktthema werden Dimerantennen, die per Elektronenstrahllithographie (EBL) hergestellt wurden und eine auflösungsbegrenzte Lücke aufweisen, durch eine photochemische Reduktion von Metallsalzkomplexen nachträglich vergrößert. Dadurch verringert sich die Lückengröße und erreicht Werte deutlich unter der Auflösungsgrenze der EBL. Es wird gezeigt, dass diese photochemische Abscheidung die IR-optischen Eigenschaften der Dimerantennen durch plasmonische Kopplung entscheidend verändert. Zudem steigt die Infrarotabsorption von in der Lücke befindlichen Molekülen mit sinkender Lückengröße. Im zweiten Schwerpunktthema liegt der Fokus auf der günstigen Fabrikation einer Vielzahl von IR-Antennen in einem parallelen Prozess. Dabei werden poröse Template aus anodisiertem Aluminiumoxid (AAO) als Negativ für die herzustellenden Metallstäbe benutzt. Es wird zuerst gezeigt, dass die Poren des Templates durch die photochemische Reduktion von Goldsalzkomplexen befüllt werden können. Für eine gezielte Einstellung der Stäbchenlänge und die Generierung einer nanoskaligen Lücke wird weiterhin die elektrochemische Befüllung der Template untersucht. Die hiermit hergestellten IR-Antennen werden vereinzelt, auf ein Substrat aufgetragen und hinsichtlich ihrer Struktur und ihrer IR-optischen Eigenschaften charakterisiert. Die Vor- und Nachteile der untersuchten Herstellungsmethoden und ihre Eignung für die Fabrikation von IR-Antennen für SEIRA werden diskutiert.Metallic nanorods with lengths in the micrometer regime act as antennas for infrared light: As incident light excites a collective oscillation of the conduction electrons (a so-called plasmon), the electric field is concentrated at the rod ends. In case two antenna arms are separated by a small gap (dimer antenna), a particularly high field concentration occurs. Thereby the antennas are capable of enhancing light-matter-interaction -- for example the absorption of infrared light by molecules. This phenomenon, termed as surface enhanced infrared absorption (SEIRA), is very useful to enhance absorption signals in infrared spectroscopy. This thesis attends to the efficient fabrication of metallic nanorods for SEIRA. The first topic in focus is the manipulation of dimer antennas fabricated by electron beam lithography (EBL), featuring a gap of resolution-limited size. By applying a photochemical reduction of metal salt complexes in solution, the dimer arms are subsequently enlarged. Thereby the gap size is reduced and reaches values clearly below the resolution limit of EBL. It is shown that the IR optical properties of dimer antennas dramatically change during photochemical metal deposition. This is due to plasmonic coupling. Additionally, the absorption of infrared light by molecules located in the gap increases with decreasing gap size. The second topic in focus is the cheap fabrication of a large number of IR antennas in a parallel process. Here, porous templates of anodized aluminum oxide (AAO) are used as a negative for the metal rods to be fabricated. Firstly, it is shown that the pores of the template can be filled by photochemical reduction of gold salt complexes. For a targeted adjustment of the rod lengths and the generation of a nanoscale gap, secondly, the electrochemical filling of acsu AAO is investigated. The IR antennas prepared by this method are extracted from the template, transferred to a substrate, and individually characterized in terms of their structure and IR optical properties. Advantages and drawbacks of the fabrication methods investigated in this work as well as their applicability to the fabrication of IR antennas for SEIRA are being discussed

Dysfunktionale Attributionen von Eltern und ihre Bedeutung für ihr Erziehungsverhalten und für expansives Problemverhalten von Kindern

Katzmann J, Hautmann C, Greimel L, et al. Dysfunktionale Attributionen von Eltern und ihre Bedeutung für ihr Erziehungsverhalten und für expansives Problemverhalten von Kindern. Zeitschrift für Klinische Psychologie und Psychotherapie. 2015;44(4):266-274

Behavioral and Nondirective Guided Self-Help for Parents of Children with Externalizing Behavior: Mediating Mechanisms in a Head-To-Head Comparison

Parent training (PT) delivered as a guided self-help intervention may be a cost- and time-effective intervention in the treatment of children with externalizing disorders. In face-to-face PT, parenting strategies have repeatedly been identified as mediating mechanisms for the decrease of children's problem behavior. Few studies have examined possible mediating effects in guided self-help interventions for parents. The present study aimed to investigate possible mediating variables of a behaviorally oriented guided self-help program for parents of children with externalizing problems compared to a nondirective intervention in a clinical sample. A sample of 110 parents of children with externalizing disorders (80 % boys) were randomized to either a behaviorally oriented or a nondirective guided self-help program. Four putative mediating variables were examined simultaneously in a multiple mediation model using structural equation modelling. The outcomes were child symptoms of ADHD and ODD as well as child externalizing problems, assessed at posttreatment. Analyses showed a significant indirect effect for dysfunctional parental attributions in favor of the group receiving the behavioral program, and significant effects of the behavioral program on positive and negative parenting and parental self-efficacy, compared to the nondirective intervention. Our results indicate that a decrease of dysfunctional parental attributions leads to a decrease of child externalizing problems when parents take part in a behaviorally oriented guided self-help program. However, none of the putative mediating variables could explain the decrease in child externalizing behavior problems in the nondirective group. A change in dysfunctional parental attributions should be considered as a possible mediator in the context of PT

Process Mechanisms in Behavioral Versus Nondirective Guided Self-help for Parents of Children with Externalizing Behavior

The study examined potential mediating effects of therapist behaviors in the per-protocol sample (n = 108) of a randomized controlled trial comparing a behavioral and a nondirective guided self-help intervention for parents of children with externalizing disorders (4-11 years). Additionally, from an exploratory perspective, we analyzed a sequential model with parental adherence as second mediator following therapist behavior. Outcomes were child symptom severity of attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and oppositional defiant disorder rated by blinded clinicians, and parent-rated child functional impairment. We found a significant indirect effect on the reduction of ADHD and functional impairment through emotion- and relationship-focused therapist behavior in the nondirective intervention. Additionally, we found limited support for an extended sequential mediation effect through therapist behavior and parental adherence in the models for these outcomes. The study proposes potential mediating mechanisms unique to the nondirective intervention and complements previous findings on mediator processes in favor of the behavioral group. Trial registration ClinicalTrials.gov NCT01350986

Behavioral Versus Nonbehavioral Guided Self-Help for Parents of Children With Externalizing Disorders in a Randomized Controlled Trial

Self-help interventions for parents, which have a behavioral basis, are considered to be an effective treatment option for children with externalizing disorders. Nonbehavioral approaches are widely used but have little empirical evidence. The main objective of this trial was to compare the efficacy of a behavioral and a nonbehavioral guided self-help program for parents. Families of children (aged 4-11 years) diagnosed with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) or oppositional defiant disorder (ODD) were randomized to either a behavioral or a nonbehavioral guided self-help program including 8 parenting booklets and 10 counseling telephone calls. The analyses considered the ratings of 5 informants: blinded clinician, therapist, participant, (her or his) partner, and teacher. Of the 149 families randomized to treatment (intention-to-treat sample [ITT]), 110 parents completed the intervention (per-protocol sample [PP]). For the 4 primary outcome measures (blinded clinician- and participant-rated ADHD and ODD) at post assessment, the analysis revealed a treatment advantage for the behavioral group in blinded clinician-rated ODD symptoms (ITT: d = 0.37; PP: d = 0.35). Further treatment differences, all in favor of the behavioral group (ITT and PP), were detected in therapist ratings (i.e., ODD) and participant ratings (e.g., parental self-efficacy [only PP], negative parenting behavior, parental stress). In both samples, no differences were found at post-assessment for ratings of the partner and the teacher, or at the 12-month follow-up (only participant ratings available). Behavioral guided self-help shows some treatment advantage in the short term. No superiority over nonbehavioral therapy was detected 12 months after treatment termination