Themen für Bachelor- und Masterarbeiten

• Materialien unter Druck
Die Vorhersage, in welcher Kristallstruktur eine bestimmte Anzahl von Atomen als Funktion von Druck und Temperatur kristallisiert, ist ein immer noch ungelöstes Problem der Festörperphysik. Es sollen die grundlegenden Kenntnisse aus der Thermodynamik und der Quantenmechanik zur Berechnung der Gesamtenergie erarbeitet werden, die es erlauben, solche Vorhersagen zu treffen. Zu diesem Thema sind kleinere eigene Rechnungen möglich.

- Vorhersage stabiler Phasen aus quantenmechanischen Berechnungen

- Anwendungen: Ultraharte Materialien, Berechnung von Phasendiagrammen

Ansprechpartner: Prof. Dr. J. Kortus,

Jens [dot] Kortusphysik [dot] tu-freiberg [dot] de

• Grenzflächen und Oberflächenenergien
Moderne Werkstoffe bestehen heute oft aus verschiedenen Materialien. Je kleiner die Abmessungen werden, desto stärker ist der Einfluss der Grenzflächen auf die mechanischen, elektronischen oder optischen Eigenschaften. Insbsesonders Nanomaterialien werden durch ihre Oberflächen sehr stark bestimmt. Die Energien der freien Oberflächen geben Auskunft über mögliche Bindungen zu anderen Materialien oder bei über Phasenseparation bei Kontakt. Es sollen die grundlegenden Konzepte zur Berechnung von Oberflächenenergien und deren Anwendung in der Materialwissenschaft erarbeitet werden.

In Zusammenarbeit mit laufenden Promotionsarbeiten zu diesem Thema sind kleinere begleitende eigene Rechnungen möglich.

- Berechnung von Energien von freien Oberflächen

- Stabilität aus Gesamtenergieberechnungen

- Struktur und Wechselwirkungen von Grenzflächen

Anwendung: Composite Materialien ()

Ansprechpartner: Prof. Dr. J. Kortus,

Jens [dot] Kortusphysik [dot] tu-freiberg [dot] de

• Molekularer Magnetismus
Eine bestimmte Klasse von Molekülen zeigt eine magnetische Hysterese, deren Ursache in den Eigenschaften der Moleküle selbst und nicht in der Wechselwirkung mit anderen Molekülen zu finden ist. Diese magnetische Hysterese bedeutet, das diese Moleküle eine Bistabilität aufweisen, so dass eine mögliche Anwendung in der Informationsspeicherrung möglich erscheint. Es sollen die grundlegenden Eigenschaften und die Ursache der magnetischen Anisotropie mittels quantenmechanischer Rechnungen zur elektronischen Struktur dieser Moleküle vermittelt werden.

Es besteht die Möglichkeit, an kleineren Beispielen eigene Rechnungen durchzuführen.

- Berechnung der magnetischen Anisotropieenergie

- Anwendung: magnetische Moleküle zur Informationsspeicherung

Ansprechpartner: Prof. Dr. J. Kortus,

Jens [dot] Kortusphysik [dot] tu-freiberg [dot] de

• Molekularer Transport / Molecular Spintronics
Die heutige Mikroelektronik wird bei weiterer Verkleinerung der Strukturbreiten in Zukunft Grenzen durch quantenmechanische Effekte erreichen. Eine mögliche zukünftige Elektronik könnte auf Molekülen beruhen, bei der die Moleküle selbst die elektronisch aktiven Bauelemente darstellen. Ein weiterer Schritt besteht in der Manipulation des Elektronenspins für die Informationsverarbeitung anstatt von Elektronen. Unser derzeitiges Verständnis des elektronischen oder spinabhängigen Transports sowie der Wechselwirkung mit den Kontakten ist noch sehr limitiert. Ziel der Arbeiten ist eine Übersicht über die Voraussetzungen, Stärken und Limitierungen der bekannten Transporttheorien sowie ein Ausblick auf mögliche Anwendungen der Spintronik.

- elektrischer Transport durch Moleküle

- spinabhängiger Transport durch magnetische Moleküle

- Wechselwirkung der Moleküle mit Kontakten

- Anwendung: Molekulare Elektronik, Spintronic

Ansprechpartner: Prof. Dr. J. Kortus,

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 Gruppe: Ramanspektroskopie

Die experimentell ausgerichtete Arbeitsgruppe am Institut für Theoretische Physik beschäftigt sich mit der inelastischen Lichtstreuung an Materie (Ramanspektroskopie). Mit dieser schwingungsspektroskopischen Methode können an Festkörpern beispielsweise Phasenübergänge nachgewiesen sowie mechanische Restspannungen und die Konzentration freier Ladungsträger bestimmt werden. Die Messungen erfolgen dabei zerstörungsfrei, kontaktlos und mit hoher räumlicher Auflösung.

Themen bei persönlicher Anfrage bei Dr. Cameliu Himcinschi

• Ramanspektroskopische Charakterisierung von ferroelek­trischen und multiferroischen Dünnschichten und Kristallen

Ansprechpartner: Dr. Cameliu Himcinschi

• Ramanspektroskopische Charakterisierung von Halbleitern mit großer Bandlücke (z.B. GaN, AlN, Al_xGa_1-xN)

 Ansprechpartner: Dr. Christian Röder