http://hdl.handle.net/10900/42126 2026-05-14T20:11:07Z 2026-05-14T20:11:07Z Conrad, Chris Steve http://hdl.handle.net/10900/179236 2026-05-14T01:06:31Z 2026-05-13T00:00:00Z

The Effect of Disorder in Crystalline Materials on Structural and Spectroscopic Properties of Ln3+-Doped Alkali Yttrium Fluorides : Quantum Chemical & Experimental Assessment Conrad, Chris Steve Because of their unique optical properties, the lanthanides (Ln) are employed as do-pants in a large manifold of optoelectronic applications. The optical properties of the Ln are influenced by the local coordination environment at an atomistic level. This local environment, in turn, is linked to the (crystallographic) order or disorder present in the lattice of the host material. Energy levels, oscillator strengths, and emission spectra of lanthanides doped into either ordered or disordered host materials may, therefore, vary noticeably. For other effects, such as photon upconversion, that depend on these prop-erties, different responses are also to be expected for ordered and disordered systems. In this work, a combined theoretical and experimental investigation of the optical properties of three Ln (Er, Tm, and Yb) doped into two typical upconverting host materi-als, ordered LiYF4 and intrinsically disordered β NaYF4, is presented. The objectives of this study were to establish how crystallographic disorder influences the structure of the host material, the local symmetry of doping sites, and the optical response of Ln doped into such sites. In the first part of the study, periodic density functional theory was ap-plied to optimise the examined structures and systematically characterise the conse-quences of cation disorder in β NaYF4. The model was benchmarked by comparing its predictions with data from the literature for both LiYF4 and β NaYF4. In the second part, the optimised structures served as the basis for embedded cluster calculations to pre-dict crystal field splitting, energies, and oscillator strengths via a wavefunction-based approach for the three Ln. Results were compared to values available in the literature and showed very good agreement. In both studies, the disorder experienced by β NaYF4 was considered through a custom weighting scheme of the available disordered struc-tures. Finally, emission spectra from specifically prepared Ln-doped upconverting nano-particles were recorded and compared to those generated from the computational data sets. Great overlap between the spectra compared was observed, highlighting the va-lidity of the computational approach and the disordered nature of β NaYF4. The study demonstrated that β NaYF4 cannot be adequately described by a single representative structure. Remaining challenges are connecting the observed changes in the emission profiles to the enhanced upconversion yield observed for disordered host materials.

2026-05-13T00:00:00Z De Martino, Alexandre http://hdl.handle.net/10900/179222 2026-05-14T01:09:55Z 2026-05-13T00:00:00Z

A New Apparatus for Quantum Simulation with Degenerate Mixtures of Erbium and Lithium De Martino, Alexandre Die Quantensimulation ist ein leistungsstarkesWerkzeug zur Untersuchung hoch korrelierter Systeme. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung experimenteller Daten in Szenarien, in denen numerische Methoden die Komplexität von Vielteilchenproblemen nicht zuverlässig bewältigen können. In den letzten zehn Jahren haben Plattformen mit ultrakalten atomaren Gasen ihre Vielseitigkeit und Eignung als Quantensimulatoren unter Beweis gestellt. Heute liegt ein zentraler Schwerpunkt auf dem Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung auf mikroskopischer Ebene, wo die Fermi-Flüssigkeitstheorie und die Beschreibung der Supraleitung durch Cooper-Paare versagen. Ironischerweise sind ultrakalte Atomplattformen trotz ihrer niedrigen absoluten Temperaturen immer noch zu heiß, um das gesamte Fermi-Hubbard-Phasendiagramm zu untersuchen. Es werden weiterhin neue Wege zur Senkung der Temperaturen erforscht, um bisher unzugängliche Bereiche zu erkunden. In dieser Arbeit wird ein neues Quantengas-Experiment mit 166Er-6Li vorgestellt und die ersten experimentellen Ergebnisse präsentiert. Die Apparatur wird detailliert beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf den Er-Subsystemen liegt. Die verschiedenen Kühlstufen werden charakterisiert: Die Zeeman-Kühlung- und die “Angled slowing”, die in Kombination mit einer schmalbandigen magneto-optischen Falle verwendet werden, bilden den Ausgangspunkt. Der anschließende Transfer in eine optische Dipolfalle und der Transport über große Entfernungen mit einem optischen Gitter werden ebenfalls detailliert beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf dem Design und der Charakterisierung der Transportvorrichtung liegt. Die transportierten Atome werden in eine zweite optische Dipolfalle übertragen, die in einer Glaszelle localiziert ist, dort wird anschließend die exakte Vermessung einter tune-out Wellelänge von Er vorgenommen. Die Anisotropie der Ausstimmung wurde verwendet, um den Tensorwert der Polarisierbarkeit von Er zu bestimmen. Der dissipationsfreie Charakter der Falle wurde durch Lebensdauermessungen beider Spezies in ihren jeweiligen Fallen bestätigt. Schließlich wird über die erste Herstellung einer quantenentarteten Mischung aus 166Er und 6Li berichtet, die die Effizienz der sympathischen Kühlung von Li durch Er demonstriert. Dieses Ergebnis markiert den ersten Meilenstein für dieses Experiment, das darauf abzielt, mit einem Fermi-Gas ein bisher unerreichtes Maß an Entartung zu erreichen.; Quantum simulation is a powerful tool for the investigation of strongly correlated systems. Its role is critical to provide experimental data in scenarios where numerical methods cannot reliably handle the complexity of the many-body problems. Over the past decade, ultracold atomic gases platforms have demonstrated their versatility and suitability as quantum simulators. Today, a central point of interest is the understanding of high-temperature superconductivity on the microscopic scale, where the Fermi liquid theory and description of superconductivity by Cooper pairs break down. The governing Fermi-Hubbard model, which describes the behaviour of fermions in a lattice such as the electrons in a solid, is now implemented in quantum simulators built with cold atoms. Ironically, despite their low absolute temperatures, ultracold atoms platforms are sill too hot to probe the entire Fermi-Hubbard phase diagram. New routes to lower temperatures are still being explored, striving to reach previously inaccessible regimes. In this thesis, a new quantum-gas experiment of 166Er-6Li is presented along with the first experimental results. The apparatus is described in detail with a focus on the Er subsystems. The different cooling stages are characterized: the Zeeman slower and Angled Slowing stages, used in combination with a narrow-line magneto-optical trap form the starting point. The subsequent loading in an optical dipole trap and long-range transport with an optical lattice are also detailed, with an emphasis on the design and performance of the transport setup. The transported atoms are transferred in a second optical dipole trap built in a glass cell, where the measurement of Erbium’s tune-out wavelength was performed. The anisotropy of the tune-out was used to extract the tensor value of Er’s polarizability. The dissipationless character of the trap was confirmed by lifetime measurements of both species in their respective traps. Finally, the first production of a quantum-degenerate mixture of 166Er and 6Li is reported, demonstrating the efficiency of the sympathetic cooling of Li by Er. This results marks the first milestone for this experiment, in its pursuit of reaching unprecedented levels of degeneracy with a Fermi gas.

2026-05-13T00:00:00Z Throm, Jana Katharina http://hdl.handle.net/10900/179186 2026-05-14T01:03:56Z 2026-05-13T00:00:00Z

Maternal eating disorders and the family system – Transgenerational transmission, dyadic development and mother-child communication Throm, Jana Katharina Essstörungen (ES) beeinflussen die gesamte Familie und werden mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von ES in der nächsten Generation sowie mit Beeinträchtigungen in der Partnerschaft in Verbindung gebracht. Das vorliegende Dissertationsprojekt leistet mit vier Teilprojekten einen Beitrag zum besseren Verständnis der Auswirkungen mütterlicher ES auf das Familiensystem. Zwei dieser Teilprojekte untersuchen elterliche Kommunikation als möglichen Mechanismus für die transgenerationalen Übertragung von ES, während die anderen beiden die psychische Gesundheit der Eltern und die Erfahrungen männlicher Partner von Frauen mit ES während des Übergangs zur Elternschaft beleuchten. Studie 1 umfasst eine systematische Übersicht über elterliche Kommunikation und Modellverhalten während der Mahlzeiten in Familien mit und ohne ES. Studie 2 verwendet maschinelles Lernen (ML) um Merkmale der mütterlichen Sprache während des Mahlzeiteninteraktionen mit ihren Kindern zu analysieren. Die dritte Studie untersucht in einem Längsschnittdesign die Entwicklung der psychischen Gesundheit der Eltern und die Partnerschaft während des Übergangs zur Elternschaft bei Paaren mit und ohne ES. Letztlich nutzt Studie 4 qualitative Methoden, um die Erfahrungen der Väter in dieser Übergangsphase zu untersuchen. Die Ergebnisse von Studie 1 und Studie 2 deuten darauf hin, dass ES in der Familie die elterliche Kommunikation während der Mahlzeiten beeinflussen können. Trotz einer großen Forschungslücke fanden sich Hinweise auf einen negativen Einfluss der ES auf die mütterliche Kommunikation in der existierenden Literatur: Mütter mit ES äußerten häufiger negative Emotionen und machten weniger positive Bemerkungen während der Mahlzeiten. Die Anwendung von ML auf Audioaufnahmen von Mutter-Kind-Interaktionen während der Mahlzeiten bestätigten den Eindruck, dass ES die Kommunikation beeinflussen können: Die Stimmen von Müttern mit ES zeigten im Vergleich zu Müttern ohne ES höher Werte bei Erregung, Valenz und Dominanz. Außerdem zeigten Mütter mit ES-Vorgeschichte im Vergleich zur Kontrollgruppe von der Schwangerschaft bis zehn Monate nach der Geburt eine deutlich schwerere ES-Psychopathologie und erhöhte Depressionswerte sowie eine geringere Anpassung and die Mutterrolle. Bei diesen Frauen zeigte sich zusätzlich eine signifikante Zunahme der ES-Symptomatik im Verlauf der Zeit. Die Partner von Frauen mit und ohne ES unterscheiden sich nicht hinsichtlich psychischer Belastung, jedoch bestand eine negative Korrelation zwischen der Schwere der mütterlichen ES und der Anpassung der Väter an die Elternrolle. Gruppenspezifische Themen zu den väterlichen Erfahrungen während des Übergangs wurden in den Interviews identifiziert, wodurch die Auswirkungen der Erkrankung auf das gesamte Familiensystem weiter verdeutlicht wurden. Insgesamt liefert die Dissertation neue Erkenntnisse zum Einfluss von ES auf das Familiensystem. Relevante Aspekte elterlicher Kommunikation, die möglicherweise eine Rolle bei der transgenerationalen Übertragung von ES spielen, wurden benannt, wodurch zukünftige Forschungsansätze und theoretische Modelle zu familiären Einflüssen auf die Regulation des Essverhaltens bereichert werden können. Zudem unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung, die Perspektiven von Vätern in die Forschung zu ES und beim Übergang zur Elternschaft stärker einzubeziehen, um so die Entwicklung gezielter Interventionen für die gesamte Familie zu fördern.

2026-05-13T00:00:00Z Dreher, Carla Maria Charlotte http://hdl.handle.net/10900/179185 2026-05-14T01:06:32Z 2026-05-13T00:00:00Z

Scherwellen-Elastographie der Myositis Dreher, Carla Maria Charlotte Diese Studie untersucht den Einsatz der Scherwellen-Elastographie (SWE) als nicht-invasives diagnostisches Werkzeug für die Beurteilung von Myositiden. Ziel war es, festzustellen, ob sich Veränderungen der Muskelsteifigkeit bei Patienten mit Myositis im Vergleich zu gesunden Probanden messen lassen und ob diese Werte mit anderen diagnostischen Parametern wie der Echogenität des Muskelgewebes (Heckmatt-Score) korrelieren. Im Rahmen der Studie wurden 10 Patienten mit Myositis und 10 gesunde Kontrollpersonen untersucht. Die SWE-Messungen konzentrierten sich auf den Musculus biceps brachii, wobei die Muskelsteifigkeit sowohl in Ruhe als auch in passiver Dehnung erfasst wurde. Die verwendete Methodik beinhaltete den Einsatz eines modernen Ultraschallgeräts (Canon Aplio i800) und nicht-parametrische statistische Analysen zur Identifikation signifikanter Unterschiede zwischen den Gruppen. Ergänzend wurde die Muskelstruktur durch den Heckmatt-Score bewertet. Die Ergebnisse zeigten signifikante Unterschiede in der Muskelsteifigkeit zwischen erkrankten und gesunden Probanden. Myositis-Patienten wiesen tendenziell höhere SWE-Werte auf, insbesondere in Ruhe und bei Dehnung des Muskels (z. B. rechts in Dehnung, p = 0,004). Eine Korrelation zwischen den SWE-Werten und dem Heckmatt-Score konnte jedoch nicht festgestellt werden. Diese Befunde unterstreichen die Sensitivität der SWE zur Unterscheidung zwischen erkranktem und gesundem Muskelgewebe, heben jedoch gleichzeitig die Notwendigkeit einer standardisierten Methodik und weiterführender Forschung hervor. Im Vergleich zur konventionellen B-Bild-Sonographie, die qualitative Merkmale wie die Echogenität misst, liefert die SWE präzisere, quantitative Daten und ist weniger anfällig für subjektive Fehleinschätzungen. Dies macht die Methode besonders attraktiv für die nicht-invasive Diagnostik und Verlaufskontrolle. Trotz der positiven Ergebnisse war die Studie durch ihre kleine Stichprobengröße und pandemiebedingte Einschränkungen (COVID-19) limitiert, was die Generalisierbarkeit der Resultate einschränkt.

2026-05-13T00:00:00Z