Contact

Prof. Dr. Sibylle Gemming
Head of VI Memriox / Group leader Materials Simulation
Non-Equilibrium Thermodynamics
s.gemmingAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2470
Fax: +49 351 260 - 12470

PD Dr. habil. Artur Erbe
Abteilungsleiter
Scaling Phenomena
a.erbeAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2366

Bachelor, Master, Diploma, and PhD Thesis

  • Multiferroizität in dünnen, mit 3d-Übergangsmetall-Ionen dotierten Titanat-Schichten
    (Theorie/Experiment; Prof. Dr. S. Gemming/Dr. H. Schmidt) [more ..]

  • Charakterisierung nanomechanischer Resonatoren
    (Experiment; Dr. A. Erbe) [more ..]

  • Molekulare Elektronik
    (Experiment; Dr. A. Erbe) [more ..]

  • Stromtransport durch einzelne Moleküle mit mechanisch kontrollierbaren Bruchkontakten
    (Experiment; Dr. A. Erbe) [more ..]

  • Aktive Schwimmer in kolloidalen Suspensionen
    (Experiment; Dr. A. Erbe) [more ..]

Bachelor, Master, Diploma, and PhD Thesis

  • Multiferroizität in dünnen, mit 3d-Übergangsmetall-Ionen dotierten Titanat-Schichten
    (Theorie/Experiment; Prof. Dr. S. Gemming/Dr. H. Schmidt, T. 0351/260 2470, s.gemmig(at)hzdr.de)
    Multiferroische Materialien sind Verbindungen, die zwei oder mehrere Ordnungsphänomene wie Ferromagnetismus, Ferroelektritzität oder Ferroelastizität aufweisen und damit über ein weitreichendes Anwendungsspektrum als Sensor, Aktuator oder Schaltelement verfügen. Übergangsmetalldotierte Titanat-Schichten sind gute Kandidaten für Multiferroika, da sich in ihnen die ferroelektrische Eigenschaft der Titanate mit dem Magnetismus des Dotieratoms kombinieren lässt. Darüber hinaus hängen die ferroelektrischen und magnetischen Eigenschaften von Titanat-Schichten sensitiv von deren chemischen Zusammensetzung und Gitterfehlanpassung zum Substratmaterial ab. Die Manipulation der magnetischen Momente der 3d-Übergangsmetall-Ionen durch Anlegen eines elektrischen Feldes in multiferroischen Titanat-Schichten verspricht neue Anwendungen zur schnellen, strom- und damit leistungsarmen Datenspeicherung und -verarbeitung. Ziel der Diplomarbeit ist die Herstellung von mit 3d-Übergangsmetall-Ionen dotierten Titanat-Schichten auf verschiedenen Substraten, die Charakterisierung der ferroelektrischen und magnetischen Eigenschaften sowie die Berechnung der Polarisationsladung und des magnetischen Momentes in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Gitterfehlanpassung mit Dichtefunktionaltheorie-Rechnungen.

  • Charakterisierung nanomechanischer Resonatoren
    (Experiment; Dr. A. Erbe, T. 0351/260 2366, a.erbe(at)hzdr.de, AG Transportphänomene in Nanostrukturen)
    Nanomechanische Resonatoren bieten breite Anwendungsmöglichkeiten als Sensoren und sind auch für die Grundlagenforschung interessant, weil mit ihnen quantenmechanische mechanische Bewegung untersucht werden kann. Für beide Bereiche ist es allerdings notwendig, dass die mechanische Bewegung nicht zu stark gedämpft wird. Ursachen für Dämpfungsmechanismen auf der Nanometerskala sind noch weitgehend unbekannt. Ziel der Diplomarbeit ist es das Dämpfungsverhalten nanomechanischer Resonatoren durch systematische Variation von Größe der Resonatoren und Art der Umgebungsbedingungen zu untersuchen.

  • Molekulare Elektronik
    (Experiment; Dr. A. Erbe, T. 0351/260 2366, a.erbe(at)hzdr.de, AG Transportphänomene in Nanostrukturen)
    Stromtransport durch einzelne Moleküle eröffnet die Möglichkeit elektronische Bauelemente auf kleinstmöglichen Längenskalen zu produzieren. Für solche Anwendungen müssen die elektronischen Eigenschaften von Metall-Molekül Kontakten verstanden werden. Wir haben Techniken entwickelt, die die kontrollierte Kontaktierung einzelner Moleküle erlauben. Ziel der Diplomarbeit ist es, diese Techniken so zu erweitern, dass ferromagnetische Zuleitungen an die Moleküle angekoppelt werden können. In einem solchen System kann der Spin der Elektronen zur Steuerung der elektronischen Eigenschaften ausgenutzt werden.

  • Stromtransport durch einzelne Moleküle mit mechanisch kontrollierbaren Bruchkontakten
    (Experiment; Dr. A. Erbe, T. 0351/260 2366, a.erbe(at)hzdr.de, AG Transportphänomene in Nanostrukturen)
    Einzelne Moleküle sollen als Bausteine für zukünftige Nanoelektronik genutzt werden. Um in einem ersten Schritt die elektronischen Eigenschaften der Moleküle zu untersuchen, müssen die Moleküle reproduzierbar kontaktiert werden und der Stromtransport durch die entstehenden Strukturen gemessen werden. Zu diesem Zweck wird die Methode der mechanisch kontrollierbaren Bruchkontakte angewandt. In dieser Methode wird ein metallischer Draht gezogen, bis er so dünn ist, dass nur noch ein einzelnes Atom an der Stromleitung teilnimmt. Weiteres Auseinanderziehen des Drahtes führt zu einem Tunnelkontakt zwischen zwei einzelnen Atomen, in den dann die Moleküle eingebunden werden können. Dieser Aufbau erlaubt die elektrische Charakterisierung einzelner Moleküle unter verschiedenen Umgebungsbedingungen.

  • Aktive Schwimmer in kolloidalen Suspensionen
    (Experiment; Dr. A. Erbe, T. 0351/260 2366, a.erbe(at)hzdr.de, AG Transportphänomene in Nanostrukturen)
    Kolloidale Teilchen können als Modellsysteme für Vorgänge auf der Mikro- und Nanometerskala verwendet werden. Teilchen, die halbseitig mit einer metallischen Kappe versehen sind, lassen sich durch katalytische Reaktionen in Bewegung versetzen. Diese Bewegung erinnert dann stark an die Bewegung von Bakterien. Studien in eingeschränkten Geometrien erlauben dann einen Einblick, wie sich Organismen zum Beispiel in Arterien fortbewegen.