Themen für Bachelor- und Masterarbeiten

Wir haben fast immer offene Themen für Bachlor- oder Masterarbeiten. Kontaktieren Sie uns (zum Beispiel per E-Mail) oder kommen Sie einfach vorbei: Gebäude IG I, 4. Stock, Nordseite. Alle Mitglieder der AG Donath geben gerne Auskunft.

Um einen Eindruck davon zu bekommen, wie das Thema einer Arbeit aussehen könnte, finden sie hier eine Liste der in der AG Donath abgeschlossenen Arbeiten.

Aktuell sind folgende Themen zu vergeben:

WS2_Philipp
Spinstruktur der K "Valleys" einer Monolage WS2
© Phys. Rev. Lett.

Spinabhängige elektronische Struktur von 2D Materialien. [Bachelor/Master]

Seit der Entdeckung von Graphen sind die Eigenschaften von Schichtmaterialien – insbesondere einzelner zweidimensionale Schichten– Gegenstand umfangreicher interdisziplinärer Forschung. Dabei stehen die faszinierenden fundamentalen optischen und elektronischen Eigenschaften im Fokus. So gibt es nicht nur metallische, halbleitende und isolierende Materialien, sondern auch weitaus exotischere Materialklassen wie Supraleiter, Weyl-Halbmetalle und viele mehr. Aufgrund der van-der-Waals Wech-selwirkung zwischen den einzelnen Schichten lassen sich durch Kombination unterschiedlicher Materialien neue Schichtsysteme mit maßgeschneiderten Eigenschaften erstellen. In einer Bachelor- oder Masterarbeit sollen innerhalb einer Ultrahoch-Vakuum Apparatur Schichtmaterialien präpariert und charakterisiert werden. Anschließend soll die elektronische Struktur mit spin- und winkelaufgelöster Photoemission (SARPES) und inverser Photoemission (SRIPE) untersucht werden.

Ansprechpartner: Philipp Eickholt, Christoph Angrick

Spintwist
Spinstruktur durch Spin-Bahn-Wechselwirkung
© Phys. Rev B.

Außergewöhnliche Spinstrukturen an Oberflächen durch Spin-Bahn-Wechselwirkung. [Bachelor/Master]

Auch in nichtmagnetischen Materialien können Elektronen durch die Spin-Bahn-Wechselwirkung spinpolarisiert sein. Speziell an Ober-flächen von Materialien aus schweren Elementen oder von Metall-Halbleiter-Hybriden können, zum Beispiel durch den Rashba-Effekt, außergewöhnliche Spinstrukturen auftreten. Diese sind interessant bezüglich zukünftiger effizienter "Spintronik"-Anwendungen. Vor der technischen Verwendung solcher Materialien ist allerdings ein grundlegendes Verständnis der zugrundelie-genden Prozesse notwendig. Ziel der Arbeit kann die Präparation und Charakterisierung eines solchen Oberflächensystems sein, oder auch weiterführend die Bestimmung von Dispersion und Spintextur elektronischer Zustände mit spin- und winkelaufgelöster Inverser Photoemission (SRIPE).

Ansprechpartner: Fabian Schöttke, Pascal Grenz, Katharina Ritter

Phys. Rev. B
Spin-Bahn induzierter Oberflächenzustand
© Phys. Rev. B

Einfluss von Austauschwechselwirkung auf Spin-Bahn-induzierte Oberflächenzustände. [Bachelor/Master]

Technologien, die aus der Erforschung von Magnetismus hervorgekommen sind, finden sich heute in fast allen Bereichen der Infor-mationstechnologie. Systeme mit Spin-Bahn-induzierten Oberflächenzuständen sind Gegenstand aktueller Forschung und haben ebenfalls eine großes Potential für zukünftige informationstechnologische Bauteile. Das Zusammenspiel dieser beiden Wechselwir-kungen ist bisher weitestgehend unerforscht. Dafür soll im Rahmen einer Arbeit ein entsprechendes Probensystem präpariert und charakterisiert werden. Für weiterführende Arbeiten gilt es, die elektronische Struktur an Oberflächen dieser Systeme mit spin- und winkelaufgelöster (Inverser) Photoemission zu untersuchen.

Ansprechpartner: Pascal Grenz, Fabian Schöttke

Rashba
Bild folgt

Spinabhängige Reflexion von Elektronen an Oberflächen. [Bachelor/Master]

Bei der winkelaufgelösten Photoemission werden Informationen über die elektronische Struktur von Probensystemen ermittelt. Um zusätzlich Spineffekte beobachten zu können, muss die Spinpolarisation der Photoelektronen analysiert werden. Eine vielverspre-chende Möglichkeit basiert auf der spinabhängigen Reflexion von Elektronen an Oberflächen mit einer hohen Austausch- oder Spin-Bahn-Wechselwirkung. Im Falle von Vielkanal-Photoemissionsexperimenten, bei denen mehrere Photoenergien und/oder Winkel parallel detektiert werden, werden sogenannte spinpolarisierende Elektronenspiegel für die Analyse der Spinpolarisation eingesetzt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die spinabhängigen Reflektivitäten eines targets zu untersuchen, um dessen Eignung als spinpolarisierender Elektronenspiegel festzustellen.

Ansprechpartner: Christoph Angrick