Suggestions for new Bachelor theses

 

Lernen Sie neben Vorlesung, Seminar und Praktikum die andere Seite der Wissenschaft kennen. In der Bachelorarbeit ist Ihre Eigenständigkeit, Ideenreichtum und die Fähigkeit der praktischen Umsetzung gefragt. Bachelorarbeiten sind an unsere aktuelle Forschung gekoppelt und können derzeit zu den folgenden Themen begonnen werden:

 

Nanostrukturen und Nanostrukturierte Materialien


Wasserstoffspeicherung in Nanodrähten
Chemische Schärfe von Materialgrenzflächen

Dünnschicht- und Festkörperbatterien

Ein neues Kathodenmaterial Li4Mn2O5 
Pulverelektrolyte als ein neues Konzept von Feststoffbatterien

Mikroelektronik, Spintronik, Verbindungstechniken

Austrittsarbeit selbstordnender Monolagen 

Methodik der mikroskopischen Materialanalyse

Von 2D zur 3D Feldionenmikroskopie
Sol-Gel (TEOS) Einbettung von Nanopartikeln und Biomolekülen
Entwicklung eines automatisierten, standardisierten Probenpräparationssystems
Programmierung von Dataminingmodulen zur 3D-Kompositionsanalyse von Atomsondendaten
 
(Stand 12.12.2016)

Auskünfte und Beratung bei:
Prof. Dr. Guido Schmitz (Tel: (0711) 685 61902, )


Nanostrukturen und Nanostrukturierte Materialien

 

Wasserstoffspeicherung in Nanodrähten. Wasserstoffspeicherung ist ein dringendes Thema der Material­wissen­schaft, da Wasserstofftechnologie eine praktikable Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellen würde. Das Projekt soll die Wasserstoffspeicherung von metallischen Nanodrähten studieren. Da Nanodrähte ein sehr großes Oberflächen-zu-Volumen Verhältnis aufweisen, versprechen sie eine sehr schnelle Beladung. Neue Möglichkeiten der Herstellung der Drähte werden erprobt und die Wasserstoffbeladung derselben mittels XRD und TEM beobachtet. (Betreuer: Efi Hadjixenophontos)

Chemische Schärfe von Materialgrenzflächen. Die Breite des Konzentrationsübergangs an einer Grenzfläche stellt ist das ultimative Limit einer jeden Miniaturisierung dar. Mittels MC und MD Simulation der Grenzflächen von Ni/Cu, Pd/Pt sowie eines weiteren Systems ohne Fehlpassungsspannung soll chemische Struktur von Grenzflächen als Funktion der Temperatur vorhergesagt werden. (Betreuer Sebastian Eich)

Dünnschicht- und Festkörperbatterien

Ein neues Kathodenmaterial Li4Mn2O5. Li-Mangan-Oxide sind bekannte Kathodenmaterialien für Li-Ionenbatterien. Allerdings wird bisher der Spinell LiMn2O4 verwendet. Das Projekt soll versuchen stattdessen die Steinsalz-Struktur Li4Mn2O5 durch Sputterdeposition aus Pulvermischungen Li2O&MnO&MnO2 zu erzeugen. Diese Struktur würde eine mehr als verdoppelte Speicher-Kapazität (etwa 400 mAh/g) versprechen. Methoden: Sputterdeposition, Elektrochemie (Supervisors: Susann Nowak/Guido Schmitz)

Pulverelektrolyte als ein neues Konzept von Feststoffbatterien. In herkömmlichen Li-Ionen-Batterien werden flüssige Elektrolyte als ionenleitende Trennschicht eingesetzt. In jüngster Zeit wurden allerdings vielversprechende Feststoffelektrolyte (LiBH4) entwickelt, mit denen sich eine solche Trennschicht auch in Form von gepressten Pulvern realisieren lässt. Das Projekt soll untersuchen mit welchen Materialkombinationen Anode/Pulvermembran/Kathode eine solche Pulverbatterie am ehesten zu realisieren ist. (Supervisors: Efi Hadjixenophontos/Guido Schmitz)

Mikroelektronik, Spintronik, Thermoelektrika

Austrittsarbeit selbstordnender Monolagen. Selbstordnende Molekülmonoschichten (SAM) werden in der polymeren Elektronik zur Anpassung der Bandstruktur an den Grenzflächen verwendet. In dieser Arbeit soll der Einfluss der SAM auf die Austrittsarbeit von nanometrischen Feldemitterspitzen untersucht werden. Metallischen Spitzen von 30 nm Radius werden durch Elektrolyse hergestellt. Die Elektronenemission dieser Spitzen vor und nach Beschichtung mit verschiedenen SAM wird gemessen und daraus die Variation der Austrittsarbeit bestimmt. (Betreuer: Guido Schmitz / Florian von Wrochem)

Methodik der mikroskopischen Materialanalyse

Von 2D zur 3D Feldionenmikroskopie. Feldionenmikroskopie erreicht eine atomar aufgelöste Abbildung ohne Einsatz von optischen Linsen. Wir wollen das Verfahren jetzt zu einer innovativen 3D-Mikroskopie erweitern.  Das Projekt soll  ein geeignetes Kamerasystem auswählen und an das Instrument anpassen. Es werden Videosequenzen des Verdampfungsvorgangs der Proben aufgezeichnet und durch deren geschickte Überlagerung ein echtes 3D Bild rekonstruiert. (Betreuer: Patrick Stender)

Sol-Gel (TEOS) Einbettung von Nanopartikeln und Biomolekülen. Atomsondentomographie benötigt nadelförmige Proben. Werden Nanopartikel oder Proteine kleiner als der Spitzenradius von etwa 30 nm ist eine Präparation von Nadeln nicht mehr möglich. Es soll erstmals versucht werden, mittels des Sol-Gel Verfahrens, kleine Partikel einzubetten und dann mittels FIB aus dem Massivverbund Nadeln zu schneiden und zu analysieren. (Betreuer: Patrick Stender)

Entwicklung eines automatisierten, standardisierten Probenpräparationssystems. Die Atomsonden­tomo­graphie bedient sich nadelförmiger Proben mit einem Krümmungsradius von nur wenigen Nanometern. Die einfachste Herstellungsmethode ist elektrolytisches Ätzen. Die Proben werden bisher manuell hergestellt. Die Qualität der Proben variiert entsprechend. Ziel ist es ein standardisiertes, computergestütztes Verfahren zu entwickeln. Dazu müssen Überwachungs­parameter definiert, die entsprechende Elektronik gebaut und programmiert werden. Anschließend müssen die Entwicklungsparameter verschiedener Materialien bestimmt werden. (Betreuer: Patrick Stender).

Programmierung von Dataminingmodulen zur 3D-Kompositionsanalyse von Atomsondendaten. Die Analyse von kleinesten Kompositionsänderungen in einem dreidimensionalen Raum stellt hohe Anforderungen an die verwendeten Softwarewerkzeuge. Das Volumen muss zur Kompositionsbestimmung in diskrete Blöcke unterteilt werden. Anschließend werden die Atome pro Block gezählt und die Komposition bestimmt. Je kleiner die Blöcke, desto größer die statistische Schwankungen. Daher müssen spezielle Glättungs- und Gewichtungsfunktionen benutzt werden, um Aussagen über Nanostrukturen treffen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Tools zur Kompositionsbestimmung und Clustersuche entwickelt und getestet werden. (Betreuer: Rüya Duran)