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Artikelaktionen

Galerie der Bilder von 2020

Bild des Monats Januar 2020

Hier finden Sie wechselnde Einblicke in die Arbeiten der am LaMa beteiligten Arbeitsgruppen. Eine Sammlung aller bisher erschienenen Bilder finden sie in der Galerie der Bilder des Monats.

Development of an impedance network model for describing transport properties within energy storage materials

The electronic transport through secondary materials of cathodes or thin films is usually described by models that are either neglecting polarization effects (resistor network) or ignoring percolation effects caused by the microstructure of real devices.
In order to get a more realistic description of actual transport phenomena in such materials, especially the influence of the microstructure, we developed an impedance network model that considers different conduction ratios along and across grain boundaries as well as through the bulk material. With its help it is possible to compute impedance spectra and current density distributions of defined or random structures that mimic the properties of the real microstructure.

Dieses Bild wurde eingereicht von Janis K. Eckhardt, AG Prof. Dr. Christian Heiliger.

Bild des Monats Februar 2020

Hier finden Sie wechselnde Einblicke in die Arbeiten der am LaMa beteiligten Arbeitsgruppen. Eine Sammlung aller bisher erschienenen Bilder finden sie in der Galerie der Bilder des Monats.

Untersuchung metallorganischer Katalysatoren unter Inertbedingungen

Reaktionen mit Sauerstoff spielen eine wichtige Rolle für katalytische Oxidationsprozesse, wie z. B. die selektive Oxidation von Toluol zu Benzaldehyd (https://doi.org/10.1021/ja902327s). Die Präparation der Katalysatoren muss unter sauerstoffreien (inerten) Bedingungen erfolgen, da die verwendeten Kupfer- oder Eisenkomplexe sauerstoffempfindlich sind. Die Handhabung dieser Verbindungen erfolgt daher in einer mit Argon gefüllten Handschuhbox.

Dieses Bild wurde eingereicht von Prof. Dr. Siegfried Schindler.

Bild des Monats März 2020

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Synthese und Charakterisierung von Kuhn-Verdazyl Molekülen

Multifunktionale molekulare Materialien wie Kuhn-Verdazyl Moleküle haben faszinierende elektrische und magnetische Eigenschaften, die als Bausteine für verschiedenste Anwendungen genutzt werden können, so wirken sie zum Beispiel als Donatoren oder Akzeptoren in Elektronen-Transfer-Reaktionen. Die erfolgreiche Synthese dieser Moleküle (Mari Janse van Rensburg / AG Wegner ) lässt sich hervorragend anhand ihres Elektronen-Spin-Resonanz-Spektrums (Jurek Lange / AG Hofmann) überprüfen. Darüber hinaus eignet sich die ESR-Methode zur unterstützenden Interpretation von  elektrochemischen Messdaten (Simon Kunz / AG Schröder und AG Janek) der Moleküle. Das in der Abbildung gezeigte, stark strukturierte Spektrum spiegelt hierbei die Wechselwirkung der vier Stickstoffkerne wieder. (weiterführende Literatur: H. Jobelius et al., Molecules 23,1758, 2018).

Dieses Bild wurde eingereicht von Jurek Lange, AG Prof. Dr. Detlev Hofmann.

Bild des Monats April 2020

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Coupling halide perovskites with different materials: From doping to nanocomposites, beyond photovoltaics

Lead halide perovskites are the rising stars in current research on next-generation photovoltaic materials. After ten years of incessant work, researchers have reached important results in LHP photovoltaics, overcoming the 25% power conversion efficiency threshold and thus closely approaching silicon performance. On the other hand, challenges are now open for establishing other useful applications for these materials, going beyond the prevalent use in low-cost solar cell technologies. To this goal, the multiple possibilities that can be explored rely on the modification of the lattice structure, creating libraries of different compounds with their own peculiar properties.

Teresa Gatti and colleagues from the Nanyang Technological University in Singapore, from the University of Padova and from the Italian Research Council have recently reviewed these topics, conducting a comprehensive examination of the recent literature in the search for two main strategies that alter the native lead halide perovskite structure. They defined them endogenous and exogenous strategies (see Figure), the first one accounting for all the compositional engineering methodologies that were applied during the last 10 years for the internal modification of the material lattice, while the second one referring to the realization of nanocomposites, in which lead halide perovskites and other materials are combined together. This review encompasses historic, theoretical, spectroscopic, electrical and technological contents, in order to provide a comprehensive starting point for defining a new era in lead halide perovskites research.

M. Righetto, et al. Prog. Mater. Sci. 110, 100639 (2020) DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100639

Dieses Bild wurde eingereicht von Dr. Teresa Gatti.

Bild des Monats Mai 2020

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Ionic liquid-mediated low-temperature formation of hexagonal titanium-oxyhydroxyfluoride particles

Titania in general can crystallize in many different modifications. Beside the well-known modifications anatase, rutile and brookite there are other interesting derivatives, like the hexagonal tungsten bronze (HTB)-type Ti(OH)OF. This material has an interesting crystal structure with channels along the c axis within the material. These channels are large enough for the storage of lithium ions, so Ti(OH)OF could be an interesting material for future electrochemical applications. The used ionic liquid-based synthesis is carried out as a one-pot synthesis at a relatively low temperature (95°C). The methylimidazolium-based ionic liquids are used as both the reaction medium and fluorination source during the reaction.

P. Voepel et al. CrystEngComm, 2020, 22, 1568-1576. DOI: 10.1039/C9CE01536A

Dieses Bild wurde eingereicht von Melanie Sieland (AG Smarsly).

Bild des Monats Juni 2020

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Kalte Plasmen heilen Wunden

In der Arbeitsgruppe Raumfahrt und Plasmaphysik wird an der Anwendung kalter atmosphärischer Plasmen in der Medizin und Hygiene geforscht. Dabei werden auch klinische Studien unterstützt, wie hier an der Asklepios Klinik in Lich zur Wundheilung (Dekubitus). Das Plasmagerät stammt von der Firma terraplasma medical GmbH. Das Bild wurde von Dr. Maria Nagy (Asklepios Klinik) aufgenommen.

Dieses Bild wurde eingereicht von Prof. Dr. Markus Thoma.

Bild des Monats Juli 2020

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Arrangement of single Molecules

This picture shows individual carbonmonoxide molecules on a copper surface imaged by scanning probe microscopy at -268 °C, only 5 K above absolute zero temperature. The molecules were arranged one by one to constitute the JLU logo by Dr. Qigang Zhong (AG Prof. Schirmeisen) using atomic manipulation techniques. Modern scanning probe based imaging and manipulation methods are believed to give new insights into the molecular mechanisms of on-surface chemical reactions.

Dieses Bild wurde eingereicht von Prof. Dr. André Schirmeisen.

Bild des Monats August 2020

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Litho-Saurier: 3D Prozessierung auf Mikroebene

Die Fotolithographie ist eine essenzielle Technik zur Fertigung planarer Strukturen in der Halbleitertechnik. Bisher war die Erzeugung vom dreidimensionalen Strukturen nur bedingt möglich und mit großem Aufwand verbunden. Dies ändert sich mit der 3D-Lithographie. Im Bild zu sehen ist ein Dinosaurier, prozessiert mit dem NanoScribe© Photonic Professional GT (PPGT) mittels der
dip-in-Technik und IP-Dip Fotolack. Bei dem Bild handelt es sich um eine SEM-Aufnahme der nachträglich mit Silber beschichteten Struktur. Der Dinosaurier wurde aus einer STL-Datei (https://www.thingiverse.com/thing:3858809 by alsamen) in die zugehörige Software importiert und prozessiert. Als Sliceing-Parameter wurden 0.4 Mikrometer und Hatching-Parameter 0.3 Mikrometer verwendet. Wie zu sehen ist, ermöglicht die 3D-Lithographie das Fertigen komplexer Strukturen in hoher Auflösung im Mikrometerbereich. Der Import erfolgt direkt aus Programmcode, oder wie im Bild aus STL-Dateien für konventionelle 3D-Drucker. Dies erlaubt das Prozessieren von einer Vielzahl an Formen und Strukturen in einem einzigen Fertigungsschritt, welche mit konventioneller Fotolithographie sonst überhaupt nicht zu realisieren wären.

Dieses Bild wurde eingereicht von Fynn Kunze, AG Prof. Dr. Peter J. Klar.

Bild des Monats September 2020

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Direct Exploitation of the Ethynyl Moiety in Calcium Carbide Through Sealed Ball Milling

Utilizing simple calcium carbide (CaC2) directly for the synthesis of valuable organic building blocks is made possible through mechanical force excerted through high-power ball milling. Hence, reactions such as the one shown can be carried out in the absence of additives or even solvent. Various ketones including those bearing α-hydrogens were ethynylated in good yields at short reaction times. Aryl halides are also amenable substrates for this protocol as they furnish aryl ethynes through a benzyne intermediate. This method offers a practical and cheap alternative to the established procedures for introducing of ethynyl functionalities. The original publication can be found here: A. Hosseini, P. R. Schreiner, Eur. J. Org. Chem. 2020, 4339. (doi.org/10.1002/ejoc.202000612).

Dieses Bild wurde eingereicht von Prof. Dr. Peter R. Schreiner.

Bild des Monats Oktober 2020

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Towards Understanding the Reactivity and Optical Properties of Organosilicon Sulfide Clusters

The optical response of organogtetrel sulfide clusters depends crucially on the ligands. This is demonstrated by the substitution of the phenyl group with naphtyl ligands in the silicon based [(PhSi)4S6] molecular crystal.  The adsorption spectra of [(PhSi)4S6] and [(NpSi)4S6] clusters, here calculated within DFT in the independent-particle approximation, are rather different concerning the positions and line shapes of the spectral features. The deviations in the optical response origin from the qualitatively different and differently localized electronic states involved in the transitions resulting in the main spectral peaks of the two compounds. In particular, while HOMO-LUMO transitions are responsible for the first adsorption peak of the [(NpSi)4S6] spectra, they have a minor relevance in the [(PhSi)4S6] spectra.
The original publication can be found here: Angew. Chem. Int. Ed. 2020. (doi.org/10.1002/anie.202011370).

Dieses Bild wurde eingereicht von Prof. Dr. Simone Sanna.

Bild des Monats November 2020

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Development of an All White Magnet

A multi-component particle system was developed that combines the properties of white “color”, white light emission and strong magnetism on the macroscopic and microscopic scale. The system is constituted by combination of an inorganic white core with either hard or soft magnetic properties of either magnetite or α-Fe, surrounded by titania and silica, and the white light emitting MOF EuTb@IFP-1 as building blocks of a supraparticulate core-shell structure. Thereby, the gap is bridged that homogenous compounds are either strongly magnetic or white in appearance / white light emitting. The composites presented herein inherit these properties intrinsically as electronic properties. The white characteristics are based on all optical properties that enable white: light reflection, refraction, as well as light emission. This work shifts the paradigm that strongly magnetic materials are always expected to be intrinsically dark.

Publication: M. T. Seuffert, S. Wintzheimer, M. Oppmann, T. Granath, J. Prieschl, A. Alrefai, H.-J. Holdt, K. Müller-Buschbaum, K. Mandel, J. Mater. Chem. C 2020, DOI: 10.1039/D0TC03473H.

Dieses Bild wurde eingereicht von Prof. Dr. Klaus Müller-Buschbaum.

Bild des Monats Dezember 2020

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Mg-doping yields Progress for ZnO-based Dye-sensitized Solar Cells

The image summarizes recent success in designing optimized semiconductors for dye-sensitized solar cells. Horizontal (vertical) arrows indicate the observed photocurrent (voltage), when Mg-doped ZnO nanoparticles that were prepared through wet-chemical synthesis with different Mg-content were used as photoanodes, sensitized by a dye and contacted by a redox electrolyte. The photovoltage was significantly increased by an upward shift of the quasi-Fermi level (and, presumably, of the conduction band edge) in the semiconductor. Electron transport was found to improve for low and worsen for higher Mg-concentrations. The recombination rate (represented by diagonal arrows) steadily increased with the amount of Mg. The superposition of these effects led to an increased cell performance for photoanodes, in which 5% of Zn was substituted by Mg (and to decreased performance for higher levels of doping).

Dieses Bild wurde eingereicht von Andreas Ringleb, AG Prof. Dr. Derck Schlettwein.