Themen für Abschlussarbeiten in der Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie
Auf dieser Website sind ein paar Vorschläge für Bachelor- und Masterarbeiten zu finden. Abschlussarbeiten müssen sich jedoch nicht nur auf diese Themen beschränken.
Methodenentwicklung zum Transfer von 2D-Materialien
(Thema für eine Bachelor- oder Masterarbeit)
2D-Materialien sind seit der Entdeckung von Graphen (Nobelpreis 2010) im Fokus der Forschung. Im Vergleich zu Festkörpern (3D-Materialien) weisen 2D-Materialien besondere Eigenschaften auf, die es genauer zu untersuchen gilt.
Die Handhabung und gezielte Manipulation von 2D-Materialien ist seit einigen Jahren Gegenstand aktueller Forschung. Um in der Lage zu sein, quantenoptische Bauteile aus halbleitenden Materialien wie WSe2 Monolayern herzustellen, ist es essentiell Methoden zu entwickeln, die Untersuchungen in Transmissionselektronenmikroskopen und Photolumineszenzmikroskopen ermöglichen.
Wirkungsquerschnitte für die Quantifizierung von EEL-Spektren
(Thema für eine Bachelor- oder Masterarbeit)
Beim Durchqueren der Probe im Elektronenmikroskop ionisieren die Strahlelektronen Probenatome und verlieren dabei Energie. Die Höhe des Energieverlustes ist hierbei abhängig von der Elementzusammensetzung der Probe. Durch Aufnehmen eines Elektronenenergieverlust(EEL)-Spektrums lässt sich daher die chemische Zusammensetzung der Probe sowohl qualitativ (enthaltene Elemente), als auch quantitativ (prozentuale Elementzusammensetzung) bestimmen. Zur quantitativen Auswertung sind hierbei die Wirkungsquerschnitte für die Ionisation der Probenatome durch die Strahlelektronen notwendig.
Innerhalb dieses Themas soll ein Datensatz erstellt werden, auf dessen Basis eine schnelle Berechnung von, nach Möglichkeit, relativistisch korrekten Ionisationswirkungsquerschnitten erfolgen kann. Hintergrund ist eine internationale Kooperation der AG Kohl mit dem Ziel der automatischen Quantifizierung von EEL-Spektren.
Aufbau eines Kathodolumineszenzdetektors in einem Rasterelektronenmikroskop
(Thema für eine Masterarbeit)
Wie bei der Bestrahlung eines Halbleiters mit einem Laser entstehen durch die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl elektronisch angeregte Zustände. Wenn diese Zustände wieder rekombinieren entsteht elektromagnetische Strahlung, die Informationen über die Bandstruktur, Defekte usw. beinhaltet. Im Unterschied zur Photolumineszenz (PL) ist bei der Kathodoluminiezenz (CL) die Ortsauflösung nicht durch die Wellenlänge eines Lasers limitiert, sondern durch das Diffusionsverhalten der angeregten Ladungsträger.
In diesem Projekt geht es darum, ein Kathodolumineszenz-Messsystem an ein Rasterelektronenmikroskop (SEM) zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Ziel ist es, CL-Messungen an 2D-Materialien wie z.B. Bornitrid (BN) im nm Bereich durchführen zu können.
Detektorgeometrien für die Rastertransmissionselektronenmikroskopie
(Thema für eine Bachelor- oder Masterarbeit)
Teilt man den Detektor eines Rastertransmissionselektronenmikroskops in Segmente auf, so lassen sich viele Signale gleichzeitig aufnehmen. Die Verknüpfung der, von den unterschiedlichen Detektorsegmenten stammenden, Signale ermöglicht neuartige Abbildungsmodi. So können z.B. magnetische und elektrische Felder in der untersuchten Probe gemessen werden.
Die Geometrie des Detektors und die Verarbeitung der gemessenen Signale haben außerdem Einfluss auf die erreichbare Auflösung und auf das Signal-Rausch-Verhältnis der Aufnahme. Im Zuge dieser Arbeit soll daher der Frage nachgegangen werden, wie sich die Detektorgeometrie auf Auflösung und Signal-Rausch-Verhältnis der elektronenmikroskopischen Abbildung auswirkt.
[1] A. Lubk und J. Zweck, Physical Review A 91 (2015) 023805 (zum Artikel [en])
Experimente zur Ausbreitung von zeitabhängigen Signalen auf Leitern
(Thema für eine Bachelorarbeit für Zwei-Fach Bachelor)
Bei der Ausbreitung von zeitabhängigen Signalen auf (langen) Leitungen kann eine Vielzahl von Phänomenen auftreten:
Laufzeiteffekte
Reflexion am offenen oder geschlossenen Ende
stehende Wellen
Dämpfung
Diese haben eine große praktische Bedeutung. Beispielsweise begrenzt die Frequenzabhängigkeit der Dämpfung die Übertragungsrate bei DSL-Anschlüssen.
Ergänzend zu bereits existierenden Versuchen wie z.B. der Lecher-Leitung sollen Vorlesungsexperimente entwickelt werden, anhand derer die verschiedenen Effekte, die sich jeweils aus der Lösung der Telegrafengleichung ergeben, anschaulich vorgeführt werden können.
