Relaxation effects on the negatively charged Mg impurity in zincblende GaN

The electronic structure of Mg impurity in zincblende (c-)GaN is investigated by using the ab initio full potential linear-augmented plane-wave method and the local density-functional approximation. Full geometry optimization calculations, including nearest and next-nearest neighbor displacements, are performed for the impurity in the neutral and negatively charged states. A value of 190 ± 10 meV was obtained for the Franck-Condon shift to the thermal energy, which is in good agreement with that observed in recent low temperature photoluminescence and Hall-effect measurements. We conclude that the nearest and next-nearest neighbors of the Mg impurity replacing Ga in C-GaN undergo outward relaxations which play an important role in the determination of the center acceptor energies.

A theoretical study of the A2 ∑+-X2∏ system of the SiP molecule

The A2∑+ and Z2∏ electronic states of the SiP species have been investigated theoretically at a very high level of correlation treatment (CASSCF/MRSDCI). Very accurate potential energy curves are presented for both states, as well as the associated spectroscopic constants as derived from the vib-rotational energy levels determined by means of the numerical solution of the radial Schrödinger equation. Electronic transition moment function, oscillator strengths, Einstein coefficients for spontaneous emission, and Franck-Condon factors for the A2∑+-X2∏ system have been calculated. Dipole moment functions and radiative lifetimes for both states have also been determined. Spin-orbit coupling constants are also reported. The radiative lifetimes for the A2∑+ state, taking into account the spin-orbit diagonal correction to the X2∏ state, decrease from a value of 138 ms at v′ = 0 to 0.48 ms at v′ = 8, and, for the X2∏ state, from 2.32 s at v″ = 1 to 0.59 s at v″ = 5. Vibrational and rotational transitions are expected to be relatively strong.

Structure control of poly(p-phenylene vinylene) in layer-by-layer films by deposition on a charged poly(o-methoxyaniline) cushion

In this paper, we demonstrate that the intrinsic electric field created by a poly(o-methoxyaniline) (POMA) cushion layer hinders the changes in molecular conformation of poly(p-phenylenevinylene) (PPV) in layer-by-layer with dodecylbenzene sulfonic acid (DBS). This was modeled with density functional theory (DFT) calculations where an energy barrier hampered molecular movements of PPV segments when they were subjected to an electric field comparable to that caused by a charged POMA layer. With restricted changes in molecular conformation, the PPV film exhibited Franck-Condon transitions and the photoexcitation spectra resembled the absorption spectra, in contrast to PPV/DBS films deposited directly on glass, with no POMA cushion. Other effects from the POMA cushion were the reduced number of structural defects, confirmed with Raman spectroscopy, and an enhanced PPV emission at high temperatures (300 K) in comparison with the films on bare glass. The positive effects from the POMA cushion may be exploited for enhanced opto-electronic devices, especially as the intrinsic electric field may assist in separating photoexcited electron-hole pairs in photovoltaic devices. © 2013 American Institute of Physics.

Synthese und photophysikalische Eigenschaften von Indolocarbazolen und höheren Analoga

Das Ziel dieser Arbeit bestand zum einen in der Entwicklung einer einfachen Synthesestrategie zur Darstellung substituierter symmetrischer Indolo[3,2-b]carbazole sowie in der Erweiterung des -Elektronensystems, um höhere Analoga dieser Substanzklasse zu synthetisieren. Der Zugang sollte dabei durch eine doppelte Cadogan-Ringschlussreaktion als Schlüsselschritt erfolgen. Die doppelte Cadogan-Reaktion erfolgte dabei unter Mikrowellenbedingungen in zufriedenstellenden Ausbeuten. Mittels Röntgenstrukturanalyse sind die verschiedenen Indolo[3,2-b]carbazole und Diindolo[3,2-b;2´,3´-h]carbazole auf ihre Eigenschaften im Festkörper hin untersucht worden. Dabei zeigen sie mit ihren Anordnungen im festen Zustand gute Eigenschaften für deren Verwendung als organische Halbleitermaterialien in Organischen Dünnschichttransistoren oder auch in Organischen Leuchtdioden. Die photophysikalische Charakterisierung erfolgte mittels UV/Vis- und Fluoreszenzspektroskopie sowie durch elektrooptische Absorptionsmessung, die Informationen über die Größe der Dipolmomente im Grundzustand und im angeregten Franck-Condon-Zustand lieferte. Die elektrochemischen Eigenschaften wurden aus cyclovoltammetrischen Messungen durch die Bestimmung der Redoxpotentiale, und damit die Lage der HOMO- bzw. LUMO-Levels, gewonnen. Durch die Synthese und die Bestimmung ihrer photophysikalischen Eigenschaften, mittels UV/Vis- und Fluoreszenzspektroskopie, von auf Naphthalin basierenden Chromophoren wurden zudem Verbindungen dargestellt, die Verwendung in lumineszierenden Lanthanid(III)-Komplexen finden können. Die Darstellung erfolgte mittels einer palladium-katalysierten Arylaminierung gefolgt von einer Suzuki-Kupplung mit 1,4-Dibromnaphthalin als Startmaterial.

Synthese und photophysikalische Eigenschaften funktionalisierter 1-Oligoalkinylamide

Synthese und photophysikalische Eigenschaften funktionalisierter 1-Oligoalkinylamide Torsten Schweikert Zusammenfassung der Dissertation zur Erlangung des Grades „Doktor der Naturwissenschaften“ Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand aus der Synthese verschiedener 1-Oligoalkinylamide und deren Funktionalisierung mit endständigen Akzeptoreinheiten, um einen Zugang zu konjugierten Donor-Akzeptor-substituierten Acetylenchromophoren zu realisieren, welche die Aminogruppe direkt am Acetylenkohlenstoff tragen. In einer kupfer(I)-katalysierten Cadiot-Chodkiewicz-Reaktion konnten terminale 1-Alkinylamide 1 mit verschiedenen substituierten 1-Bromalkinen 2 zu den 1-Oligoalkinylamiden 3 umgesetzt werden. Die Reaktion zeichnet sich durch eine hohe Toleranz gegenüber verschiedenen funktionellen Gruppen aus und lieferte die 1-Oligoalkinylamide 3 in Ausbeuten von 34 bis 99 %. NR1EWGNR2R1EWGR2Br5 Mol-% CuI30 Mol-% NH2OH·H2O2.0 Äquiv. n-BuNH2MeOH0 °C - 40 °C, 0.5 - 2 h34 - 99 %1.5 Äquiv. 213R1: Phenyl, 2-Iodphenyl, Benzyl, AlkylR2: Alkyl, Hydroxyalkyl, O-Tetrahydropyranyloxyalkyl, Methylester, 4-Nitrophenyl, 4-Cyanophenyl, 4-Dimesitylborylphenylnn Mittels UV/Vis-Spektroskopie sind die verschiedenen Donor-Akzeptor-substituierten Chromophore auf ihre photophysikalischen Eigenschaften hin untersucht worden. Dabei zeigten sich verschiedene Effekte bei Variation der Donor- und Akzeptorgruppen sowie bei Verlängerung der Acetylenbrücke auf die Lage der Charge-Transfer-Bande. Die Solvatochromie der Absorptionsbanden zeigte das Vorhandensein eines permanenten Dipolmoments der Verbindungen. Die elektrooptische Absorptionsmessung konnte schließlich Informationen über die Größe der Dipolmomente im Grundzustand und im angeregten Franck-Condon-Zustand liefern. Die elektrischen Dipolmomente der Verbindungen im Grundzustand in 1,4-Dioxan und Cyclohexan liegen im Bereich von (9.4 – 12.2)10-30 Cm. Nach optischer Anregung erhöhen sich die Dipolmomente um (25.0 – 92.3)10-30 Cm, wobei die Änderung des Dipolmoments bei optischer Anregung ein Maximum für die 1-Diinylamide durchläuft und bei drei konjugierten Acetylenbindungen stark abnimmt. Die synthetisierten 1-Diinylamide fanden ferner Anwendung in der Synthese von funktionalisierten 3-Alkinylindolen, wobei mittels einer palladiumkatalysierten Heteroanellierungssequenz in 2-Position am Indol ein Schwefel- oder Stickstoffnucleophil eingeführt werden konnte.

Simulationen zur Exzitonendiffusion in organischen Halbleitern

Die vorliegende Dissertation dient dazu, das Verständnis des Exzitonentransports in organischen Halbleitern, wie sie in Leuchtdioden oder Solarzellen eingesetzt werden, zu vertiefen. Mithilfe von Computersimulationen wurde der Transport von Exzitonen in amorphen und kristallinen organischen Materialien beschrieben, angefangen auf mikroskopischer Ebene, auf der quantenmechanische Prozesse ablaufen, bis hin zur makroskopischen Ebene, auf welcher physikalisch bestimmbare Größen wie der Diffusionskoeffizient extrahierbar werden. Die Modellbildung basiert auf dem inkohärenten elektronischen Energietransfer. In diesem Rahmen wird der Transport des Exzitons als Hüpfprozess aufgefasst, welcher mit kinetischen Monte-Carlo Methoden simuliert wurde. Die notwendigen quantenmechanischen Übergangsraten zwischen den Molekülen wurden anhand der molekularen Struktur fester Phasen berechnet. Die Übergangsraten lassen sich in ein elektronisches Kopplungselement und die Franck-Condon-gewichtete Zustandsdichte aufteilen. Der Fokus dieser Arbeit lag einerseits darauf die Methoden zu evaluieren, die zur Berechnung der Übergangsraten in Frage kommen und andererseits den Hüpftransport zu simulieren und eine atomistische Interpretation der makroskopischen Transporteigenschaften der Exzitonen zu liefern. rnrnVon den drei untersuchten organischen Systemen, diente Aluminium-tris-(8-hydroxychinolin) der umfassenden Prüfung des Verfahrens. Es wurde gezeigt, dass stark vereinfachte Modelle wie die Marcus-Theorie die Übergangsraten und damit das Transportverhalten der Exzitonen oftmals qualitativ korrekt wiedergeben. Die meist deutlich größeren Diffusionskonstanten von Singulett- im Vergleich zu Triplett-Exzitonen haben ihren Ursprung in der längeren Reichweite der Kopplungselemente der Singulett-Exzitonen, wodurch ein stärker verzweigtes Netzwerk gebildet wird. Der Verlauf des zeitabhängigen Diffusionskoeffizienten zeigt subdiffusives Verhalten für kurze Beobachtungszeiten. Für Singulett-Exzitonen wechselt dieses Verhalten meist innerhalb der Lebensdauer des Exzitons in ein normales Diffusionsregime, während Triplett-Exzitonen das normale Regime deutlich langsamer erreichen. Das stärker anomale Verhalten der Triplett-Exzitonen wird auf eine ungleichmäßige Verteilung der Übergangsraten zurückgeführt. Beim Vergleich mit experimentell bestimmten Diffusionskonstanten muss das anomale Verhalten der Exzitonen berücksichtigt werden. Insgesamt stimmten simulierte und experimentelle Diffusionskonstanten für das Testsystem gut überein. Das Modellierungsverfahren sollte sich somit zur Charakterisierung des Exzitonentransports in neuen organischen Halbleitermaterialien eignen.

Doubly-charged ethane ions: Solution to the dilemma of stability predicted by theory and instability observed in experiment

Potential energy curves have been computed for [C2H6]2+ ions and the results used to interpret the conspicuous absence of these ions in 2E mass spectra and in charge-stripping experiments. The energies and structures of geometry-optimized ground-state singlet and excited-state triplet [C2H6]2+ ions have been determined along with energies for different decomposition barriers and dissociation asymptotes. Although singlet and triplet [C2H6]2+ ions can exist as stable entities, they possess low energy barriers to decomposition. Vertical Franck-Condon transitions, involving electron impact ionization of ethane as well as charge-stripping collisions of [C2H6]+ ions, produce [C2H6]2+ ions which promptly dissociate since they are formed with energies in excess of various decomposition barriers. Appearance energies computed for doubly-charged ethane fragment ions are in accordance with experimental values.

Complementarity and the uncertainty principle as aesthetic principles : the practice and performance of The Physics Project

Using the generative processes developed over two stages of creative development and the performance of The Physics Project at the Loft at the Creative Industries Precinct at the Queensland University of Technology (QUT) from 5th – 8th April 2006 as a case study, this exegesis considers how the principles of contemporary physics can be reframed as aesthetic principles in the creation of contemporary performance. The Physics Project is an original performance work that melds live performance, video and web-casting and overlaps an exploration of personal identity with the physics of space, time, light and complementarity. It considers the acts of translation between the language of physics and the language of contemporary performance that occur via process and form. This exegesis also examines the devices in contemporary performance making and contemporary performance that extend the reach of the performance, including the integration of the live and the mediated and the use of metanarratives.

Defending the sanctity of life principle : a reply to John Keown

This article is a response to Professor Keown’s criticism of my paper “Finding a Way Through the Ethical and Legal Maze: Withdrawal of Medical Treatment and Euthanasia” (2005) 13 (3) Medical Law Review 357. The article takes up and responds to a number of criticisms raised by Keown in an attempt to further the debate concerning the moral and legal status of withdrawing life-sustaining measures, its distinction from euthanasia, and the implications of the lawfulness of withdrawal for the principle of the sanctity of life.

Free software as a democratic principle

Software forms an important part of the interface between citizens and their government. An increasing amount of government functions are being performed, controlled, or delivered electronically. This software, like all language, is never value-neutral, but must, to some extent, reflect the values of the coder and proprietor. The move that many governments are making towards e-governance, and the increasing reliance that is being placed upon software in government, necessitates a rethinking of the relationships of power and control that are embodied in software.

The late discovery of adoptive and donor insemination offspring status : ethical implications for conceptual understandings of the ‘best interests of the child’ principle

Late discovery is a term used to describe the experience of discovering the truth of one’s genetic origins as an adult. Following discovery, late discoverers face a lack of recognition and acknowledgment of their concerns from family, friends, community and institutions. They experience pain, anger, loss, grief and frustration. This presentation shares the findings of the first qualitative study of both late discovery of adoptive and donor insemination offspring (heterosexual couple use only) experiences. It is also the first study of late discovery experiences undertaken from an ethical perspective. While this study recruited new participants, it also included an ethical re-analysis of existing late discovery accounts across both practices. The findings of this study (a) draws links between past adoption and current donor insemination (heterosexual couple only) practices, (b) reveals that late discoverers are demanding acknowledgment and recognition of the particularity of their experiences, and (c) offers insights into conceptual understandings of the ‘best interests of the child’ principle. These insights derive from the lived experiences of those whose biological and social worlds have been sundered and secrecy and denial of difference used to conceal this. It suggests that acknowledging the equal moral status of the child may be useful in strengthening conceptual understandings of the ‘best interests of the child’ principle. This equal moral status involves ensuring that personal autonomy and the ability to exercise free will is protected; that the integrity of the relationships of trust expected and demanded between parent/s and children is defended and supported; and that equal access to normative socio-cultural practices, that is; non-fictionalised birth certificates and open records, is guaranteed.