Abschlussarbeiten-Themen

Das endgültige Thema der Arbeit sowie die Arbeitsinhalte werden nach Rücksprache festgelegt. Es besteht die Möglichkeit Schwerpunkte nach individuellem Interesse zu setzen.


Themen für Bachelorarbeiten


Analyse der In-plane Rotation magnetischer Momente in Domänenwänden mit Synchrotronstrahlung

Im Rahmen dieser Arbeit soll die räumliche Orientierung magnetischer Momente in Domänenwänden austauschgekoppelter magnetischer Dünnschichtsysteme mit Synchrotronstrahlung analysiert werden.
Dabei werden künstlich designte Wände magnetischer Domänen verschiedener Materialsysteme und Streifenbreiten auf die Spinorientierungen und Breite ihre Kerne und Ausläufer untersucht.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtphysik und Magnetismus
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Großforschungseinrichtungen (BESSY II, Berlin)

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Charakterisierung magnetischer Dünnschichtsysteme für den Einsatz in SPR-Biosensoren

Im Rahmen dieses interdisziplinären Projekts sollen neue magnetische Dünnschichtsysteme für den Einsatz in der biochemischen Interaktionsanalyse entwickelt werden. Ziel ist die Charakterisierung der magnetischen Eigenschaften und der Oberflächenplasmonresonanz (SPR) in Abhängigkeit der Herstellungsparameter.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Biochemie, Dünnschichtphysik und Magnetismus
  • Interesse am experimentellen Arbeiten mit SPR-Biosensoren, Beschichtungsanlagen und modernen Messinstrumenten

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Einfluss der Pufferschicht auf die magnetischen Eigenschaften von Exchange-Bias Systemen

Die Pufferschicht in austauschgekoppelten Schichtsystemen hat einen großen Einfluss auf die Wachstumsmechanismen der nachfolgenden Schichten. Ziel dieser Arbeit ist die systematische Untersuchung dieses Einflusses auf den Exchange-Bias Effekt. Auf Basis der Ergebnisse soll ein Standardsystem für nachfolgende Experimente entwickelt werden.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtphysik und Magnetismus
  • Spaß am experimentellen Arbeiten mit modernen Beschichtungs- und Messapparaturen

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Elektronenstoß angeregte Fluoreszenz von Molekül- und Edelgasen im sichtbaren Spektralbereich

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Atlas von Fluoreszenzlinien im sichtbaren Spektralbereich aufgezeichnet werden. Die Anregung der Atome und Moleküle wird mittels Elektronenstoßanregung erfolgen. Dabei wird zunächst mit Hilfe von Edelgasspektren das Spektrometer kalibriert und damit anschließend das Spektrum von molekularen Gasen untersucht.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Atom und Molekülphysik
  • Interesse an Quantenmechanik, Atom und Molekülphysik
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Beschleunigeranlagen und modernsten Messinstrumenten

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Ansprechpartner: Andre Knie

Kontrolle der Molekülanlagerung an Oberflächen durch magnetische Streufeldlandschaften - Prozessoptimierung

Auf Basis des Exchange-Bias Effektes sollen magnetische Streufeldlandschaften erzeugt und zur Beeinflussung der Molekülanlagerung genutzt werden. Es sind hohe Anforderungen an die Proben gestellt: Es werden möglichst starke magnetische Streufelder sowie möglichst glatte und kontaminationsfreie Oberflächen benötigt. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Prozesse zur Herstellung solcher Proben umgesetzt und optimiert werden.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtpyhsik und Magnetismus
  • Interesse am experimentellen Arbeiten

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Optimierung von Abscheidungsparametern zur Herstellung magnetischer Schichtsysteme mittels Sputterdeposition

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Optimierung der Abscheidung metallischer Schichten mittels Sputterdeposition. Es soll untersucht werden, ob im Vergleich zur üblichen Vorgehensweise durch alternative Parameterwahl für den Abscheidungsprozess eine Verbesserung der hergestellten Schichten bezüglich der Reproduzierberkeit und Toleranzen erreicht werden kann.

Anforderungen:

  • Grundkenntnisse im Bereich Dünnschichtphysik und Magnetismus
  • Experimentelles Arbeiten an verschiedensten Anlagen
  • Grundlegendes technisches Verständnis
  • Motiviertes Arbeiten und Teamfähigkeit

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger


Themen für Master- und Diplomarbeiten


Aufbau einer Miniaturelektronenkanone zur Untersuchung von elektronenstoßinduzierter Fluoreszenz

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine miniaturisierte Version einer funktionierenden Elektronenkanone konzipiert und aufgebaut werden. Dazu sollen verschiedene Miniaturisierungskonzepte entwickelt und verglichen werden und das vielversprechendste konstruiert werden. Das Ergebnis der Arbeit stellt die Inbetriebnahme und Charakterisierung der Mini-E-Gun dar.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse in Elektrostatik und Elektrodynamik
  • Interesse an Programmieren/Simulieren und Aufbauen von Experimenten
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Beschleunigeranlagen und modernsten Messinstrumenten
  • Keine Angst aber Respekt vor Hochspannungen

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Ansprechpartner: Andre Knie

Charakterisierung magnetischer Ummagnetisierungsprozesse mittels Vektor-MOKE-Magnetometrie

In dieser Arbeit soll das Verhalten der magnetischen Momente in Exchange-Bias Systemen während des Ummagnetisierungsprozesses analysiert werden. Ziel ist es die Einflüsse von Depositionsraten und Schichtdicken der verschiedenen Materialien winkelaufgelöst zu untersuchen und in ein physikalisches Modell zur Beschreibung von mikromagnetischen Materialeigenschaften zu integrieren.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtpyhsik und Magnetismus
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Beschichtungsanlagen und modernen Messinstrumenten

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Ansprechpartner: Dennis Holzingerknie@physik.uni-kassel.de

Design dreidimensionaler magnetisch strukturierter Nanopartikel

Im Rahmen dieser Arbeit wird in Kooperation mit der AG Hillmer das NanoImprint-Verfahren genutzt, um gezielt magnetische Eigenschaften dreidimensionaler Nanostrukturen herzustellen.
Zunächst sollen durch NanoImprint-Lithographie dreidimensionale Strukturen hergestellt und magnetisch beschichtet werden. Ziel ist es, die magnetischen Strukturen mittels Lift-Off in Lösung zu entfernen, um magnetische Nanobausteine zu erhalten.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtphysik und Magnetismus
  • Interesse am interdisziplinären Arbeiten mit anderen Arbeitsgruppen
  • Interesse am experimentellen Arbeiten in den Reinräumen des INA

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Entwicklung eines mikrofluidalen Biosensors mit domänenwandgetriebenem Partikeltransport

In dieser Arbeit soll ein Biosensor (z.B. zur frühzeitigen Diagnose von Diabetes) auf Grundlage des Domänenwandgetriebenen Partikeltransportkonzepts auf magnetisch strukturierten Exchange-Bias Schichtsystemen realisiert werden. Diese Arbeit ist ein interdisziplinäres Projekt und verbindet die mikrostrukturtechnischen Arbeiten zur Herstellung eines Lab-on-a-Chip Systems mit den physikalischen Konzepten des magnetischen Partikeltransports und dem biologischen Aspekten der Sensorik.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse in den Bereichen Dünnschichtpyhsik, Magnetismus, Biosensorik und Mikrostrukturtechnik
  • Interesse an der selbstständigen Entwicklung eines Lab-on-a-chip Systems

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Entwicklung neuer Nanopartikel unterstützter MOSPR-Biosensoren

Im Rahmen dieses interdisziplinären Projekts soll ein neues Konzept zur Empfindlichkeitssteigerung magnetooptischer SPR-Biosensoren durch den Einsatz von Nanopartikeln erarbeitet werden. Ziel ist die Weiterentwicklung eines optischen Messplatzes und die Identifikation geeigneter Kombinationen aus Nanopartikeln und magnetischen Dünnschichtsystemen. In Rücksprache mit der Abteilung Biochemie (Prof. Herberg) können auf Wunsch gerne auch biologische Fragestellungen bearbeitet werden.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtphysik, Magnetismus und Biochemie
  • Interesse am experimentellen Arbeiten mit SPR-Biosensoren, Beschichtungsanlagen und modernen Messinstrumenten
  • Kontaktfreudigkeit

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Erzeugung von Edelgasclustern und Untersuchung des interatomaren Coulombzerfalls

Vor wenigen Jahren wurde ein völlig neuer Zerfallskanal für schwach gebundene Systeme vorhergesagt und bereits experimentell bestätigt: der so genannte interatomare Coulombzerfall. Bei dieser Arbeit geht es um die Erzeugung geeigneter Systeme (Edelgascluster) und die experimentelle Untersuchung dieses neu entdeckten physikalischen Effekts mit Hilfe von Synchrotronstrahlung.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse in Atom und Molekülphysik
  • Interesse an der Entwicklung und Umsetzung neuer Experimentideen
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Beschleunigeranlagen und an der Erforschung aktueller physikalischer Fragestellungen

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Ansprechpartner: Andre Knie

Grundlegende Untersuchungen zum domänenwandgetriebenem Partikeltransport

In dieser Arbeit sollen grundlegende Untersuchungen zum domänenwandgetriebenem Partikeltransport und dessen Anwendung in mikrofluidalen Biosensoren durchgeführt werden. Diese Studien beinhalten die Variation der experimentellen Parameter wie Magnetfeldstärken und Pulsformen, Partikelgrößen und der magnetischen Strukturierung des als Substrat eingesetzten Exchange-Bias Schichtsystems.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtpyhsik und Magnetismus
  • Interesse am experimentellen Arbeiten mit Mikro- und Nanopartikeln

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Grundlegende Untersuchungen von Domänenwandwiderstandseffekten in magnetisch strukturieren Exchange-Bias Schichtsystemen

Zielsetzung dieser Arbeit ist die systematische Studie von  Magnetowiderstandseffekten in magnetisch strukturierten Exchange-Bias Schichtsystemen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Untersuchung des bislang wenig erforschten Domänenwandwiderstandes. Auf Basis der erhaltenen Messdaten soll die Weiterentwicklung und Optimierung bestehender mikromagnetischer Modelle erfolgen.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtpyhsik und Magnetismus
  • Interesse an der Weiterentwicklung physikalischer Modelle
  • Freude am experimentellen Arbeiten und der Weiterentwicklung bestehender Messapparaturen

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Molekulare Selbstassemblierung an Oberflächen durch magnetische Streufeldlandschaften

Auf Basis des Exchange-Bias Effektes sollen magnetische Streufeldlandschaften erzeugt und zur Beeinflussung der Molekülanlagerung genutzt werden. Probenherstellung und deren Charakterisierung, sowie intensive  Zusammenarbeit mit der AG Metallorg. Chemie und weiteren nationalen und internationalen Kooperationspartnern sind Bestandteil dieser Arbeit. Messzeiten am Synchrotron Bessy II sind ebenfalls möglich.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtpyhsik und Magnetismus
  • Interesse am experimentellen Arbeiten
  • Kontaktfreudigkeit

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Selbstaufrollende Mikroröhren zum magnetisch gesteuerten Partikeltransport

Im Rahmen dieser Arbeit werden erste Experimente zur Herstellung selbstaufrollender magnetisch strukturierter Mikroröhren zum magnetfeldgesteuerten Partikeltransport durchgeführt.
Diese werden mit dem IFW Dresden entwickelt. Dazu sollen verspannte Schichten mit Exchange Bias Dünnschichtsystemen beschichtet und im Anschluss mit He+-Ionen bestrahlt werden.

 Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtpyhsik und Magnetismus
  • Interesse am Arbeiten an vielfältigen Experimentieranlagen

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Strukturelle Charakterisierung von Exchange-Bias Systemen mittels Röntgendiffraktometrie

Im Rahmen dieser Arbeit soll die Kristallitgröße der antiferromagnetischen Körner in Exchange-Bias Systemen mittels Röntgendiffraktometrie untersucht werden. Dabei spielen die Depositionsraten der Pufferschicht eine übergeordnete Rolle. Ziel der Arbeit ist die systematische Analyse der Abhängigkeit der Größe des Exchange-Bias Feldes von den Kristallitgrößen zur Erweiterung der bestehenden Modelle zur Beschreibung der  Austauschverschiebung.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse im Bereich Dünnschichtphysik und Magnetismus
  • Spaß am experimentellen Arbeiten mit Beschichtungsanlagen und Röntgenstrahlung

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Ansprechpartner: Dennis Holzinger

Untersuchung der Druck- und Energieabhängigkeit elektronenstoßangeregter Fluoreszenz

Die Fluoreszenz nach Elektronenstoßanregung ist stark abhängig von verschiedenen Parametern. Insbesondere der Gasdruck und die Elektronenenergie beeinflussen das Auftreten und die relativen Intensitäten von Spektrallinien (siehe Abbildung). Im Rahmen dieser Arbeit sollen Experimente zur systematischen Untersuchung dieser Abhängigkeiten geplant und durchgeführt werden.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse in Atom und Molekülphysik
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Beschleunigeranlagen und modernsten Messinstrumenten
  • Keine Angst aber Respekt vor Hochspannungen

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Ansprechpartner: Andre Knie

Untersuchung der Winkelabhängigkeit von Fluoreszenz nach Innerschalenanregung chiraler Moleküle

Die Methode der photoneninduzierten Fluoreszenzspektroskopie soll verwendet werden, um die Winkelverteilung der Fluoreszenzstrahlung angeregter Fragmente chiraler Moleküle zu untersuchen. Diese entstehen nach der Innerschalenanregung unterschiedlicher Kohlenstoffatome im Molekül mit Synchrotronstrahlung. Ziel ist es enantiomerenabhängige Dynamiken während der Relaxation der Fragmente zu beobachten.

Anforderungen:

  • Grundlegende Kenntnisse in der Atom- und Molekülphysik
  • Interesse an der Planung, dem Aufbau und der Durchführung von Experimenten
  • Interesse am experimentellen Arbeiten an Beschleunigeranlagen und modernsten Messinstrumenten
  • Spaß an intensiver wissenschaftlicher Diskussion

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Ansprechpartner: Andre Knie