@article{31254,
  author       = {{Bocchini, Adriana and Gerstmann, Uwe and Schmidt, Wolf Gero}},
  journal      = {{Phys. Rev. B}},
  pages        = {{205118}},
  publisher    = {{American Physical Society}},
  title        = {{{Oxygen vacancies in KTiOPO_4: Optical absorption from hybrid DFT}}},
  doi          = {{10.1103/PhysRevB.105.205118}},
  volume       = {{105}},
  year         = {{2022}},
}

@article{32068,
  abstract     = {{Inspired by plant grafting, grafted vortex beams can be formed through grafting two or more helical phase profiles of optical vortex beams. Recently, grafted perfect vortex beams (GPVBs) have attracted much attention due to their unique optical properties and potential applications. However, the current method to generate and manipulate GPVBs requires a complex and bulky optical system, hindering further investigation and limiting its practical applications. Here, a compact metasurface approach for generating and manipulating GPVBs in multiple channels is proposed and demonstrated, which eliminates the need for such a complex optical setup. A single metasurface is utilized to realize various superpositions of GPVBs with different combinations of topological charges in four channels, leading to asymmetric singularity distributions. The positions of singularities in the superimposed beam can be further modulated by introducing an initial phase difference in the metasurface design. The work demonstrates a compact metasurface platform that performs a sophisticated optical task that is very challenging with conventional optics, opening opportunities for the investigation and applications of GPVBs in a wide range of emerging application areas, such as singular optics and quantum science.}},
  author       = {{Ahmed, Hammad and Intaravanne, Yuttana and Ming, Yang and Ansari, Muhammad Afnan and Buller, Gerald S. and Zentgraf, Thomas and Chen, Xianzhong}},
  issn         = {{0935-9648}},
  journal      = {{Advanced Materials}},
  keywords     = {{Mechanical Engineering, Mechanics of Materials, General Materials Science}},
  number       = {{30}},
  publisher    = {{Wiley}},
  title        = {{{Multichannel Superposition of Grafted Perfect Vortex Beams}}},
  doi          = {{10.1002/adma.202203044}},
  volume       = {{34}},
  year         = {{2022}},
}

@article{45174,
  author       = {{Große-Heilmann, Rike Isabel and Riese, Josef and Burde, Jan-Phillip and Schubatzky, Thomas and Weiler, David}},
  journal      = {{Education Sciences}},
  pages        = {{440}},
  title        = {{{Fostering Pre-Service Physics Teachers’ Pedagogical Content Knowledge Regarding Digital Media}}},
  doi          = {{10.3390/educsci12070440}},
  volume       = {{12}},
  year         = {{2022}},
}

@article{45175,
  abstract     = {{Praktische Tätigkeiten und Handlungen besitzen im allgemeinbildenden Technikunterricht hohen Stellenwert, wenn z.B. Maschinen bedient und Artefakte konstruiert und gefertigt werden. Im Rahmen der Lehramtsausbildung sollten Techniklehrkräfte deswegen best-möglich auf die Anwendung und Durchführung fachpraktischer Handlungen vorbereitet werden. Ziel dieser Arbeit ist es daher, im Rahmen des Lehramtsstudiengangs Technik der RWTH Aachen ein Fachpraktikum zu entwickeln, in dem berufsrelevante fachpraktische Kompetenzen erworben werden. Die empirisch gestützte Entwicklung des Fachpraktikums erfolgt als iterativer Prozess und wird durch das Modell der Didaktischen Rekonstruktion strukturiert, nach welchem die fach-liche Klärung gleichwertig zur Betrachtung der Studierendenperspektive berücksichtigt wird.}},
  author       = {{Ermel, Dorothee and Riese, Josef}},
  journal      = {{Journal of Technical Education}},
  number       = {{1}},
  pages        = {{25--47}},
  title        = {{{Entwicklung und Evaluation eines Fachpraktikums für das Techniklehramt}}},
  doi          = {{10.48513/JOTED.V10I1.241}},
  volume       = {{10}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{45404,
  author       = {{Schubatzky, Thomas and Burde, Jan-Philipp and Große-Heilmann, Rike Isabel and Riese, Josef and Weiler, David}},
  booktitle    = {{Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Online Jahrestagung 2021}},
  editor       = {{Habig, Sebastian and van Vorst, Helena}},
  pages        = {{788--791}},
  title        = {{{Das Gesamtuntersuchungsdesign im Verbundprojekt DiKoLeP}}},
  volume       = {{42}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{45403,
  author       = {{Große-Heilmann, Rike Isabel and Burde, Jan-Philipp and Riese, Josef and Schubatzky, Thomas and Weiler, David}},
  booktitle    = {{Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Online Jahrestagung 2021}},
  editor       = {{ Habig, Sebastian and van Vorst, Helena}},
  pages        = {{776--779}},
  title        = {{{Messung fachdidaktischer digitaler Kompetenzen in Physik}}},
  volume       = {{42}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{45405,
  author       = {{Weiler, David and Burde, Jan-Philipp and Große-Heilmann, Rike Isabel and Lachner, Andreas and Riese, Josef and Schubatzky, Thomas}},
  booktitle    = {{Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Online Jahrestagung 2021}},
  editor       = {{Habig, Sebastian and van Vorst, Helena}},
  pages        = {{772--775}},
  title        = {{{Bedarfsanalyse zu digitalen Medien bei Physik-Lehramtsstudierenden}}},
  volume       = {{42}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{46484,
  abstract     = {{Efficient third-harmonic generation control is theoretically studied. Dielectric nanostructures placed on the metallic substrate could offer effective geometric-phase modulation on third-harmonic signals by selecting proper structure rotational symmetry.}},
  author       = {{Liu, Bingyi and Huang, Lingling and Zentgraf, Thomas}},
  booktitle    = {{Conference on Lasers and Electro-Optics}},
  location     = {{San Jose, USA}},
  publisher    = {{Optica Publishing Group}},
  title        = {{{Efficient Third-harmonic Generation Control with Ultrathin Dielectric Geometric-phase Metasurface}}},
  doi          = {{10.1364/cleo_qels.2022.fth1a.7}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{33559,
  author       = {{Elsner, Julia and Tenberge, Claudia and Fechner, Sabine}},
  booktitle    = {{Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen}},
  editor       = {{Habig, Sebastian and van Vorst, Helena}},
  pages        = {{500--503}},
  title        = {{{Analogien zur Förderung schülerseitigen Modellierens im Sachunterricht}}},
  volume       = {{42}},
  year         = {{2022}},
}

@article{40987,
  abstract     = {{<The replacement of noble metal catalysts by abundant iron as an active compound in CO oxidation is of ecologic and economic interest. However, improvement of their catalytic performance to the same level as state-of-the-art noble metal catalysts requires an in depth understanding of their working principle on an atomic level. As a contribution to this aim, a series of iron oxide catalysts with varying Fe loadings from 1 to 20 wt% immobilized on a γ-Al2O3 support is presented here, and a multidimensional structure–activity correlation is established. The CO oxidation activity is correlated to structural details obtained by various spectroscopic, diffraction, and microscopic methods, such as PXRD, PDF analysis, DRUVS, Mössbauer spectroscopy, STEM-EDX, and XAS. Low Fe loadings lead to less agglomerated but high percentual amounts of isolated, tetrahedrally coordinated iron oxide species, while the absolute amount of isolated species reaches its maximum at high Fe loadings. Consequently, the highest CO oxidation activity in terms of turnover frequencies can be correlated to small, finely dispersed iron oxide species with a large amount of tetrahedrally oxygen coordinated iron sites, while the overall amount of isolated iron oxide species correlates with a lower light-off temperature.}},
  author       = {{Schlicher, Steffen and Prinz, Nils and Bürger, Julius and Omlor, Andreas and Singer, Christian and Zobel, Mirijam and Schoch, Roland and Lindner, Jörg K. N. and Schünemann, Volker and Kureti, Sven and Bauer, Matthias}},
  issn         = {{2073-4344}},
  journal      = {{Catalysts}},
  keywords     = {{Physical and Theoretical Chemistry, Catalysis, General Environmental Science, Key}},
  number       = {{6}},
  publisher    = {{MDPI AG}},
  title        = {{{Quality or Quantity? How Structural Parameters Affect Catalytic Activity of Iron Oxides for CO Oxidation}}},
  doi          = {{10.3390/catal12060675}},
  volume       = {{12}},
  year         = {{2022}},
}

@article{32088,
  abstract     = {{Subwavelength dielectric resonators assembled into metasurfaces have become a versatile tool for miniaturizing optical components approaching the nanoscale. An important class of metasurface functionalities is associated with asymmetry in both the generation and transmission of light with respect to reversals of the positions of emitters and receivers. The nonlinear light–matter interaction in metasurfaces offers a promising pathway towards miniaturization of the asymmetric control of light. Here we demonstrate asymmetric parametric generation of light in nonlinear metasurfaces. We assemble dissimilar nonlinear dielectric resonators into translucent metasurfaces that produce images in the visible spectral range on being illuminated by infrared radiation. By design, the metasurfaces produce different and completely independent images for the reversed direction of illumination, that is, when the positions of the infrared emitter and the visible light receiver are exchanged. Nonlinearity-enabled asymmetric control of light by subwavelength resonators paves the way towards novel nanophotonic components via dense integration of large quantities of nonlinear resonators into compact metasurface designs.}},
  author       = {{Kruk, Sergey S. and Wang, Lei and Sain, Basudeb and Dong, Zhaogang and Yang, Joel and Zentgraf, Thomas and Kivshar, Yuri}},
  issn         = {{1749-4885}},
  journal      = {{Nature Photonics}},
  keywords     = {{Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials}},
  pages        = {{561–565}},
  publisher    = {{Springer Science and Business Media LLC}},
  title        = {{{Asymmetric parametric generation of images with nonlinear dielectric metasurfaces}}},
  doi          = {{10.1038/s41566-022-01018-7}},
  volume       = {{16}},
  year         = {{2022}},
}

@article{29790,
  abstract     = {{The free exciton transition (near-band-edge emission, NBE) of ZnO at ≈388 nm can be strongly enhanced and even stimulated by an underlying photonic structure. 1D Photonic crystals, so-called distributed Bragg reflectors, are utilized to suppress the deep-level emission of ZnO (DLE, ≈500–530 nm). The reflector stacks are fabricated in a layer-by-layer procedure by wet-chemical synthesis. They consist of low-ε porous SiO2 layers and high-ε TiO2 layers. Varying the thickness of the SiO2 layers allows tuning the optical bandgap in a wide range between ≈420 and 800 nm. A ZnO layer is deposited on top of the reflector stacks by sol–gel synthesis. The spontaneous photoluminescence (PL) emission of the ZnO film is modulated by the photonic structure. When the optical bandgap of the reflector is in resonance with the deep-level emission of ZnO (DLE, ≈500–530 nm), then this defect-related emission mode is suppressed. Strong NBE emission is observed even when the ZnO layer does not show any NBE emission (due to low crystallinity) in the absence of the photonic structure. With this cost-efficient synthesis method, emitters for, e.g., luminescent gas sensors can be fabricated.}},
  author       = {{Kothe, Linda and Albert, Maximilian and Meier, Cedrik and Wagner, Thorsten and Tiemann, Michael}},
  issn         = {{2196-7350}},
  journal      = {{Advanced Materials Interfaces}},
  keywords     = {{Mechanical Engineering, Mechanics of Materials}},
  publisher    = {{Wiley}},
  title        = {{{Stimulation and Enhancement of Near‐Band‐Edge Emission in Zinc Oxide by Distributed Bragg Reflectors}}},
  doi          = {{10.1002/admi.202102357}},
  volume       = {{9}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{35838,
  author       = {{Hörnlein, Madeleine and Kulgemeyer, Christoph}},
  location     = {{Aachen}},
  title        = {{{Wie können Erklärvideos zum Erwerb physikalischen Konzeptwissens beitragen? }}},
  year         = {{2022}},
}

@article{35760,
  author       = {{Kulgemeyer, Christoph and Hörnlein, Madeleine and Sterzing, Fabian Gabriel}},
  issn         = {{0950-0693}},
  journal      = {{International Journal of Science Education}},
  keywords     = {{Education}},
  number       = {{11}},
  pages        = {{1855--1875}},
  publisher    = {{Informa UK Limited}},
  title        = {{{Exploring the effects of physics explainer videos and written explanations on declarative knowledge and the illusion of understanding}}},
  doi          = {{10.1080/09500693.2022.2100507}},
  volume       = {{44}},
  year         = {{2022}},
}

@article{44088,
  abstract     = {{Hole polarons and defect-bound exciton polarons in lithium niobate are investigated by means of density-functional theory, where the localization of the holes is achieved by applying the +U approach to the oxygen 2p orbitals. We find three principal configurations of hole polarons: (i) self-trapped holes localized at displaced regular oxygen atoms and (ii) two other configurations bound to a lithium vacancy either at a threefold coordinated oxygen atom above or at a two-fold coordinated oxygen atom below the defect. The latter is the most stable and is in excellent quantitative agreement with measured g factors from electron paramagnetic resonance. Due to the absence of mid-gap states, none of these hole polarons can explain the broad optical absorption centered between 2.5 and 2.8 eV that is observed in transient absorption spectroscopy, but such states appear if a free electron polaron is trapped at the same lithium vacancy as the bound hole polaron, resulting in an exciton polaron. The dielectric function calculated by solving the Bethe–Salpeter equation indeed yields an optical peak at 2.6 eV in agreement with the two-photon experiments. The coexistence of hole and exciton polarons, which are simultaneously created in optical excitations, thus satisfactorily explains the reported experimental data.}},
  author       = {{Schmidt, Falko and Kozub, Agnieszka L. and Gerstmann, Uwe and Schmidt, Wolf Gero and Schindlmayr, Arno}},
  issn         = {{2073-4352}},
  journal      = {{Crystals}},
  number       = {{11}},
  publisher    = {{MDPI AG}},
  title        = {{{A density-functional theory study of hole and defect-bound exciton polarons in lithium niobate}}},
  doi          = {{10.3390/cryst12111586}},
  volume       = {{12}},
  year         = {{2022}},
}

@article{45172,
  abstract     = {{<jats:title>Zusammenfassung</jats:title><jats:p>Im Lehramtsstudium sollen Studierende grundlegende Fähigkeiten zur theoriegeleiteten Unterrichtsplanung erwerben. In Übereinstimmung mit Modellen zur professionellen Handlungskompetenz von Lehrkräften wird hierbei meist angenommen, dass das im Studienverlauf erworbene Professionswissen eine wesentliche Grundlage für den Aufbau von Fähigkeiten zur Unterrichtsplanung bildet. Lerngelegenheiten zur Anwendung dieses Professionswissens bieten vor allem schulpraktische Phasen im fortgeschrittenen Studienverlauf. Es wird aber ebenso angenommen, dass gerade Erfahrungen mit der Unterrichtsplanung den Aufbau von Professionswissen unterstützen. Der Zusammenhang zwischen dem Ausmaß des Professionswissens und der Entwicklung von Planungsfähigkeit ist bisher unzureichend empirisch geklärt. Eine besondere methodische Herausforderung besteht darin, Planungsfähigkeiten sowohl möglichst authentisch als auch auf standardisierte Weise zu erfassen. Zur Untersuchung des genannten Zusammenhangs wurde eine längsschnittliche Studie im Prä-Post-Design bei angehenden Physiklehrkräften (<jats:italic>N</jats:italic> = 68 im Längsschnitt) an vier Universitäten durchgeführt. Die Unterrichtsplanungsfähigkeit wurde mit Hilfe eines standardisierten Performanztests vor und nach dem Absolvieren eines Praxissemesters erfasst, indem als Standardsituation der Entwurf einer Unterrichtsstunde zum 3. Newton’schen Axiom unter definierten Zeitvorgaben im Praxissemester simuliert wurde. Zusätzlich wurden das fachliche, fachdidaktische und pädagogische Wissen der Studierenden mit Hilfe standardisierter Instrumente zu beiden Zeitpunkten erhoben, sowie die einschlägigen Lerngelegenheiten im Praxissemester über einen Fragebogen erfasst. Sowohl für Unterrichtsplanungsfähigkeit als auch für alle Wissensvariablen können Zuwächse im Praxissemester beobachtet werden. Cross-Lagged-Panel-Analysen zeigen, dass insbesondere die Ausprägung des fachdidaktischen und pädagogischen Wissens der Studierenden am Beginn des Praxissemesters die Entwicklung von Unterrichtsplanungsfähigkeit begünstigt.</jats:p>}},
  author       = {{Riese, Josef and Vogelsang, Christoph and Schröder, Jan and Borowski, Andreas and Kulgemeyer, Christoph and Reinhold, Peter and Schecker, Horst}},
  issn         = {{1434-663X}},
  journal      = {{Zeitschrift für Erziehungswissenschaft}},
  keywords     = {{Education}},
  number       = {{4}},
  pages        = {{843--867}},
  publisher    = {{Springer Science and Business Media LLC}},
  title        = {{{Entwicklung von Unterrichtsplanungsfähigkeit im Fach Physik: Welchen Einfluss hat Professionswissen?}}},
  doi          = {{10.1007/s11618-022-01112-0}},
  volume       = {{25}},
  year         = {{2022}},
}

@inproceedings{45447,
  author       = {{Vogelsang, Christoph and Borowski, Andreas and Kulgemeyer, Christoph and Riese, Josef}},
  booktitle    = {{Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Online Jahrestagung 2021.}},
  editor       = {{Habig, Sebastian}},
  pages        = {{96--99}},
  title        = {{{Relationen von Professionswissen und Performanz im Praxissemester Physik.}}},
  volume       = {{42}},
  year         = {{2022}},
}

@article{35524,
  abstract     = {{<jats:title>Zusammenfassung</jats:title><jats:p>Im Lehramtsstudium sollen Studierende grundlegende Fähigkeiten zur theoriegeleiteten Unterrichtsplanung erwerben. In Übereinstimmung mit Modellen zur professionellen Handlungskompetenz von Lehrkräften wird hierbei meist angenommen, dass das im Studienverlauf erworbene Professionswissen eine wesentliche Grundlage für den Aufbau von Fähigkeiten zur Unterrichtsplanung bildet. Lerngelegenheiten zur Anwendung dieses Professionswissens bieten vor allem schulpraktische Phasen im fortgeschrittenen Studienverlauf. Es wird aber ebenso angenommen, dass gerade Erfahrungen mit der Unterrichtsplanung den Aufbau von Professionswissen unterstützen. Der Zusammenhang zwischen dem Ausmaß des Professionswissens und der Entwicklung von Planungsfähigkeit ist bisher unzureichend empirisch geklärt. Eine besondere methodische Herausforderung besteht darin, Planungsfähigkeiten sowohl möglichst authentisch als auch auf standardisierte Weise zu erfassen. Zur Untersuchung des genannten Zusammenhangs wurde eine längsschnittliche Studie im Prä-Post-Design bei angehenden Physiklehrkräften (<jats:italic>N</jats:italic> = 68 im Längsschnitt) an vier Universitäten durchgeführt. Die Unterrichtsplanungsfähigkeit wurde mit Hilfe eines standardisierten Performanztests vor und nach dem Absolvieren eines Praxissemesters erfasst, indem als Standardsituation der Entwurf einer Unterrichtsstunde zum 3. Newton’schen Axiom unter definierten Zeitvorgaben im Praxissemester simuliert wurde. Zusätzlich wurden das fachliche, fachdidaktische und pädagogische Wissen der Studierenden mit Hilfe standardisierter Instrumente zu beiden Zeitpunkten erhoben, sowie die einschlägigen Lerngelegenheiten im Praxissemester über einen Fragebogen erfasst. Sowohl für Unterrichtsplanungsfähigkeit als auch für alle Wissensvariablen können Zuwächse im Praxissemester beobachtet werden. Cross-Lagged-Panel-Analysen zeigen, dass insbesondere die Ausprägung des fachdidaktischen und pädagogischen Wissens der Studierenden am Beginn des Praxissemesters die Entwicklung von Unterrichtsplanungsfähigkeit begünstigt.</jats:p>}},
  author       = {{Riese, Josef and Vogelsang, Christoph and Schröder, Jan and Borowski, Andreas and Kulgemeyer, Christoph and Reinhold, Peter and Schecker, Horst}},
  issn         = {{1434-663X}},
  journal      = {{Zeitschrift für Erziehungswissenschaft}},
  keywords     = {{Education}},
  number       = {{4}},
  pages        = {{843--867}},
  publisher    = {{Springer Science and Business Media LLC}},
  title        = {{{Entwicklung von Unterrichtsplanungsfähigkeit im Fach Physik: Welchen Einfluss hat Professionswissen?}}},
  doi          = {{10.1007/s11618-022-01112-0}},
  volume       = {{25}},
  year         = {{2022}},
}

@article{35525,
  abstract     = {{<jats:title>Zusammenfassung</jats:title><jats:p>Eine zentrale Aufgabe fachdidaktischer Forschung stellt die Verbesserung schulischen Unterrichts dar. Die freie Bereitstellung wirksamer Unterrichtskonzeptionen zur Unterstützung des Selbststudiums von Lehrkräften bildet eine Strategie für eine flächendeckende Implementierung fachdidaktischer Innovationen. Allerdings etablieren sich zahlreiche, empirisch erfolgreich evaluierte Unterrichtskonzeptionen nicht nachhaltig an Schulen. Daher untersucht das vorliegende Forschungsvorhaben den Implementationsprozess solcher Materialien unter authentischen Bedingungen. Dazu wurde kriteriengeleitet eine evidenzbasierte, fachdidaktisch innovative Unterrichtskonzeption ausgewählt: das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik (MILQ). Diese wurde den teilnehmenden Lehrkräften fakultativ zur Verfügung gestellt. Mittels Fallstudien wurde die Implementierung von MILQ von elf Lehrkräften durch halbstandardisierte Interviews zu Beginn und am Ende einer Unterrichtsreihe zur Quantenmechanik sowie zwei Unterrichtsbeobachtungen mit je einem anschließenden <jats:italic>stimulated recall </jats:italic>explorativ erfasst. Die Probanden setzten sich überwiegend heuristisch mit MILQ auseinander und implementierten vor allem Elemente auf Sichtstrukturebene im Unterricht, die konform zu ihren bisherigen Vorstellungen waren. Dadurch wurde das fachdidaktische Innovationspotential nicht ausgeschöpft. Bezeichnend ist, dass der empirische Wirksamkeitsnachweis von MILQ für die Beurteilung der Lehrkräfte nicht relevant war, was aus theoretischer Sicht bislang als ein zentrales Argument der Bereitstellungsstrategie zur Implementierung fachdidaktischer Innovation angenommen wurde.</jats:p>}},
  author       = {{Breuer, Judith and Vogelsang, Christoph and Reinhold, Peter}},
  issn         = {{0949-1147}},
  journal      = {{Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften}},
  keywords     = {{General Medicine}},
  number       = {{1}},
  publisher    = {{Springer Science and Business Media LLC}},
  title        = {{{Nutzungsverhalten von Lehrkräften bei der Implementierung einer physikdidaktisch innovativen Unterrichtskonzeption}}},
  doi          = {{10.1007/s40573-022-00138-5}},
  volume       = {{28}},
  year         = {{2022}},
}

@inbook{35523,
  author       = {{Van Dusen, Ben and Vogelsang, Christoph and Taylor, Joseph and Cauet, Eva}},
  booktitle    = {{Physics Education}},
  isbn         = {{9783030873905}},
  issn         = {{2662-8422}},
  pages        = {{55--81}},
  publisher    = {{Springer International Publishing}},
  title        = {{{How to Teach a Teacher: Challenges and Opportunities in Physics Teacher Education in Germany and the USA}}},
  doi          = {{10.1007/978-3-030-87391-2_3}},
  year         = {{2022}},
}