Zu allen laufenden Forschungsarbeiten werden Bachelor- und Masterarbeiten angeboten. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Herrn Prof. Philipp Gegenwart

Spezielle Themen für Abschlussarbeiten beinhalten:

Magnetische Frustration – von ungewöhnlichen Quantenzuständen bis zur Anwendung für die Kühlung zu milli-Kelvin Temperaturen

Magnetische Frustration tritt auf, wenn konkurrierende Kopplungen zwischen benachbarten magnetischen Momenten vorliegen, die eine statische Ausrichtung der Momente verhindert. Dies ist zum Beispiel der Fall für antiparallel gekoppelte Spins in Dreieckskonfiguration, auf der jeweils nur zwei der drei Spins ihre Energie minimieren können. Als Folge können neuartige magnetische Zustände auftreten, insbesondere eine Quanten-Spinflüssigkeit, deren Grundzustand eine quantenmechanische Überlagerung vieler möglicher Spineinstellungen darstellt, mit neuartigen „fraktionalen“ Spinanregungen. Neben dem Interesse aus der Grundlagenforschung eröffnen sich hieraus neue Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien.

Am Lehrstuhl Experimentalphysik 6 besteht stets die Möglichkeit, Abschlussarbeiten anzufertigen. Sie können zwischen dem Fokus auf die Grundlagenforschung oder die Anwendung von Quantenmaterialien wählen.

Im Bereich der Grundlagenforschung erlernen Sie ein breites Methodenspektrum von der Kristallsynthese und strukturellen Charakterisierung, bis hin zur Messung und Analyse der magnetischen und thermodynamischen Eigenschaften bei sehr tiefen Temperaturen, großen Magnetfeldern und hohen Drücken. Ihre Arbeit steht in Bezug zu den Projekten B1, B3 und B5 im Sonderforschungsbereich TRR360.

Im Team „ Solidcryo“ werden neuartige Kühlanlagen zu milli-Kelvin Temperaturen auf Basis frustrierter Magnete entwickelt, welche die magnetische Entropie dieser Materialien ausnutzen. Im Rahmen einer Abschlussarbeit nehmen Sie an der Entwicklung innovativer Kühlanlagen für die wissenschaftliche und industrielle Anwendung teil.

Dünnfilm-Synthese und Charakterisierung

In der Dünnschichtgruppe besteht für Sie jederzeit die Möglichkeit, bei der Herstellung von oxidischen Dünnfilmen mittels Flash-Verdampfung, Zerstäubung (Sputtern) oder gepulster Laserablation eigenverantwortlich mitzuwirken und die so gewachsenen Dünnfilme und/oder Multilagen einerseits strukturell zu charakterisieren, andererseits aber auch auf ihre Transporteigenschaften hin zu untersuchen.

Die angewandten Messmethoden reichen von Dünnfilmdiffraktometrie über Rastersondentechniken bis hin zur rasterelektronischen Untersuchung. Die Dünnfilmproben können am Lehrstuhl sowohl mittels optischer wie auch per Elektronenstahllithographie strukturiert werden, ihre elektrischen Transporteigenschaften können bis tiefe Temperaturen und hohen Magnetfeldern erfasst werden.

Mit den derzeit untersuchten Materialien möchten wir gerne tiefere Einsichten in die Mechanismen der modernen Supraleiter bekommen, aber auch die modifizierten Transporteigenschaften nutzen, um neue elektronische Bauteile realsieren zu können.

Für Fragen bezüglich konkreter Themen können Sie sich jederzeit an Herrn Professor Gegenwart oder Herrn Hammerl wenden.

Wir freuen uns über Ihr Interesse und auf Ihren Besuch bei uns! 

Synthese, Charakterisierung und physikalische Untersuchung eisenbasierter Hochtemperatursupraleiter

An unserem Lehrstuhl haben Sie die Möglichkeit, Abschlussarbeiten auf dem Gebiet der eisenbasierten Hochtemperatur-Supraleiter (sogenannte Eisenpniktide) anzufertigen.

Obwohl der Mechanismus konventioneller Supraleiter vor über 50 Jahren erfolgreich durch die BCS-Theorie beschrieben werden konnte, fehlt bis heute ein fundiertes Verständnis der sogenannten unkonventionellen (nicht BCS) Hochtemperatur-Supraleiter. Supraleitung in diesen Materialien tritt häufig in unmittelbarer Nähe von magnetischen, strukturellen und sogenannten Quantenphasenübergängen (bei T=0) auf. Das komplexe Zusammenspiel der beteiligten Phasen führt zu neuem, exotischen Verhalten von Materie, welche drastische Abweichungen vom klassischen Femiflüssigkeitsverhalten aufweist.

Bei den eisenbasierten Supraleitern, handelt es sich um die neuste Klasse unkonventioneller Hochtemperatur-Supraleiter. In diesen geschichteten Systemen tritt die Supraleitung innerhalb der Eisenebenen auf sobald der magnetische Grundzustand der Fe-3d Momente durch chemische Substitution, oder externen Druck signifikant gestört wird. Die Untersuchung dieses Grundzustands ist daher von zentraler Bedeutung für ein Verständnis dieser Systeme und Gegenstand unserer aktuellen Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet.

Wir bieten Ihnen hiermit die Möglichkeit an vorderster Front aktueller Festkörperforschung mitzuwirken und sich aktiv an der Untersuchung dieser faszinierenden Materialien zu beteiligen. Von der Kristallsynthese über Charakterisierung bis hin zur schlussendlichen physikalischen Untersuchung der hergestellten Materialien mittels verschiedenster Messmethoden haben Sie bei uns am Lehrstuhl für Experimentalphysik VI die seltene Möglichkeit, ausgesprochen breitbandig und auf höchstem Niveau ausgebildet zu werden.

Mögliche Aufgaben umfassen unter anderem:

Einkristallsynthese: Arbeiten mit giftigen und hochreaktiven Materialien unter Schutzatmosphäre und bei hohen Temperaturen bis etwa 1600 °C in unseren hermetisch versiegelten Zuchtöfen.

Charakterisierung: Strukturelle, sowie chemische Charakterisierung der hergestellten Proben mittels Röntgendiffraktometrie, energiedispersiver Röntgenspektroskopie, etc.

Untersuchung: Physikalische Untersuchung der hergestellten Proben mittels verschiedenster Messmethoden, bzw. Messgrößen, wie z.B. Messungen der Magnetisierung, des elektrischen Widerstands, der Thermokraft, der Wärmekapazität, oder der thermischen Ausdehnung und Magnetostriktion. Die Messungen werden in der Regel bei tiefen Temperaturen (~2 Kelvin) und angelegten Magnetfeldern von bis zu 14 Tesla durchgeführt. Dadurch wird auch der Umgang mit tiefkalten verflüssigten Gasen und hohen Magnetfeldern gelehrt.

Somit können Sie den Werdegang ihrer Proben von der Entstehung bis hin zur abschließenden Analyse verfolgen. Wenn Sie sich also für Abschlussarbeiten auf diesem interessanten und fordernden Gebiet interessieren, freuen wir uns darauf von Ihnen zu hören! Fragen Sie einfach nach!

Ansprechpartner: Prof. Philipp Gegenwart