Practical trainings, student assistants and theses

Detector Development and Data Analysis for Laser-Accelerated Ions (Id 432)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant / Research Assistant

HZDR develops and operates two high-intensity lasers as drivers for plasma-based accelerators—a novel concept for compact sources that deliver ultra-short pulses of high-energy ions and electrons. We experimentally investigate plasma-based acceleration from the physical fundamentals to applications, for example, for free-electron lasers, as particle sources for radiobiological studies, or for neutron sources.
A variety of detectors are used for the characterization and optimization of plasma acceleration. The focus is on implementing and optimizing data analysis methods for existing detector technologies using new methods, including machine learning.

Focus of the Work:

  • Design and application of scintillator-based tomographic detector systems
  • Further development of existing algorithms and implementation of new data analysis methods (using, among other tools, PyTorch)
  • Data analysis

Department: Laser Particle Acceleration

Contact: Schilz, Joshua, Dr. Metzkes-Ng, Josefine

Requirements

  • Studies in Physics, Physical Engineering (or a comparable field of study)
  • Interest in programming, machine learning, and ideally basic knowledge with Python, PyTorch
  • Interest in experimental work

Conditions

  • Duration: at least 3 months, the topic can easily be expanded into a thesis
  • Start: anytime
  • Workplace: Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf

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Detection and data evaluation for laser-accelerated electrons (Id 425)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant / Research Assistant

The HZDR develops and operates two high-intensity lasers as drivers for plasma-based accelerators - a novel concept for compact sources delivering ultrashort pulses of high-energy ions and electrons. We conduct experimental research into plasma-based acceleration, from the physical principles to applications, for example for free-electron lasers, as particle sources for radiobiological studies or for neutron sources.
One of the ways we gain an understanding of the processes involved in plasma acceleration is by detecting and spectrally characterizing the accelerated particles and comparing the measurement results with simulations of plasma dynamics. To this end, the detection and evaluation methods for energetic electrons in particular must be optimized.

Work plan:

- design and simulation of electron spectrometers
- construction of electron spectrometers and integration into the experimental setup
- further development of existing algorithms for data evaluation
- data analysis

Department: Laser Particle Acceleration

Contact: Dr. Metzkes-Ng, Josefine

Requirements

  • studies in physics (or comparable course of study)
  • interest in experimental work
  • interest in programming and ideally basic knowledge (e.g. Python)

Conditions

  • duration: at least 3 months, an extension of the topic to a thesis is possible without any problems
  • start: at any time
  • workplace: Helmholtz Center Dresden - Rossendorf

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Development and experimental investigation of a multi-channel flow body sensor (Id 421)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Compulsory internship

The development of a multi-channel flow body sensor according to patent WO 2010/069307 A1 aims to quantify the gas content in flow-carrying components. A decisive advantage of this sensor lies in its optical measuring principle, which is based on fiber-optic coupling and the analysis of the light output signal. This avoids electrical potentials in the measuring area, offering significant advantages over electrical measuring methods (intrinsic safety), especially for explosive mixtures.

Preliminary tests at the Institute for Experimental Fluid Dynamics at the Helmholtz Center Dresden-Rossendorf on gas-liquid flows showed that a clear binarization of the sensor output signal can be achieved due to the capillary effects in narrow channels and the different refractive indices of the gas and liquid phases. Building on previous work with a single-channel sensor prototype based on a polymer optical fiber (POF) with a diameter of 1 mm, the following tasks must be completed as part of further research.

Tasks:

  • Adjusting the POF diameter to 1.5 mm in the single-channel configuration.
  • Conducting experimental investigations of the new single-channel prototype using the already developed test system and evaluation programs.
  • Designing a multi-channel sensor body for gas content measurements in the system.
  • Developing a transition adapter to optimize the flow distribution between the DN10 flow pipe and the sensor body.

Department: Fluid process engineering

Contact: Condriuc, Ivan, Dr. Kipping, Ragna

Requirements

  • Students majoring in fields such as process engineering, mechanical engineering, or chemical engineering.
  • Interest in fluid mechanics and the development of measurement technology.
  • Experience with 3D CAD tools.
  • Basic knowledge of Python programming

Conditions

Start date: 01.01.2025
Duration: according to the respective study regulations

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Structuring 2D materials via nanolithography (NanoFrazor) (Id 414)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

**Tasks:**
1. Investigate nanolithography techniques using the Nanofrazor for the structuring of 2D materials
2. Optimize process parameters for precise control of size and shape of generated nanostructures
3. Characterize the modified 2D materials
4. Evaluate the manufactured nanostructures
5. Compare the performance of different nanolithography approaches and identify optimization
opportunities

Department: Nanomaterials and Transport

Contact: Zscharschuch, Jens

Requirements

**Requirements:**
1. Enrolment in a master's program in materials science, chemistry, physics, or a related field
2. Interest in nanotechnology and nanolithography
3. Basic knowledge in the fabrication and characterization of 2D materials
4. Experimental skills in working with laboratory techniques
5. Independent work ethic and teamwork capabilities

Conditions

**We offer:**
1. An innovative research environment with state-of-the-art laboratory equipment.
2. Supervision by experienced scientists.
3. Opportunities to participate in conferences.
4. Practical experience in the field of nanotechnology and materials science.

The master's thesis has a duration of six months. Extension or adjustment of the duration can be
discussed with the supervisor.

Interested students are requested to submit their application documents, including a resume,
university transcript and a motivation letter.

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2D Material Exfoliation Optimisation (Id 413)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

**Tasks:**
1. Investigate various exfoliation methods for 2D material fabrication
2. Optimize exfoliation processes to achieve high-quality, thin layers
3. Characterize the synthesized 2D materials using advanced analysis methods
4. Evaluate the electronic, optical, and mechanical properties of the exfoliated 2D materials
5. Compare the performance of different exfoliation approaches and identify optimization
opportunities

Department: Nanomaterials and Transport

Contact: Zscharschuch, Jens

Requirements

**Requirements:**
1. Enrolment in a master's program in materials science, chemistry, physics, or a related field
2. Interest in nanomaterial science
3. Basic knowledge in the synthesis and characterization of materials
4. Experimental skills in handling laboratory equipment
5. Independent work mentality and ability to work in a team

Conditions

**We offer:**
1. An innovative research environment with state-of-the-art laboratory equipment.
2. Supervision by experienced scientists.
3. Opportunities to participate in scientific conferences.
4. Practical experience in the field of materials science.

The master's thesis has a duration of six months. Extension or adjustment of the duration can be
discussed with the supervisor.

Interested students are requested to submit their application documents, including a resume,
university transcript and a motivation letter.

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Student internship, research assistant, school practical training, master/diploma thesis, compulsory internship (Id 407)

School practical training / Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant / Holiday job / Compulsory internship / Volunteer internship / Research Assistant

At Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), over 1,500 employees from more than 70 nations are conducting cutting-edge research in the fields of ENERGY, HEALTH, and MATERIALS to address the major challenges facing society today.
The Center for Advanced Systems Understanding (CASUS), founded in Görlitz in 2019, is a German-Polish interdisciplinary research center focusing on data-intensive digital systems.
CASUS offers student internships in a wide range of scientific fields. You are welcome to apply and join CASUS if you are interested in gaining knowledge in the following research areas:

  • Theoretical Chemistry
  • Earth System Science
  • Systems Biology
  • Digital Health
  • Computational Radiation Physics
  • Theory of complex systems
  • Dynamics of Complex Living Systems
  • Machine Learning for Infection and Disease
You can also apply to join our administrative team as a student assistant.

Institute: CASUS

Contact: Dr. Mir Hosseini, Seyed Hossein, Mazur, Weronika, Dr. Calabrese, Justin, Dr. Martinez Garcia, Ricardo, Dr. Bussmann, Michael, Dr. Cangi, Attila, PD Dr. Kuc, Agnieszka Beata, Dr. Yakimovich, Artur, Dr. Knüpfer, Andreas, Dr. Schlechte-Welnicz, Weronika

Requirements

  • Student in computer science, physics, chemistry, or related fields
  • Student already enrolled at the university in Germany, Poland or Czech Republic (close exchange and attendance in the office preferable and combined with the moblie working from Germany combinable)
  • Eager to learn new skills
  • Strong motivation to work in a collaborative environment
  • Preliminary experience in code development is an advantage
  • Excellent communication skills in English and/or German or Polish

Conditions

  • A vibrant research community in an open, diverse and international work environment
  • Scientific excellence and extensive professional networking opportunities
  • A wide range of qualification opportunities
  • We support a good work-life balance with the possibility of part-time employment, mobile working and flexible working hours
  • Either an immediate start or a start in 2024 is possible
Please submit your application (including a one-page cover letter, CV, academic degrees, transcripts, etc.) online on the HZDR application portal

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Automatisierte Auswertung von 1D- und 2D-Ramanspektroskopischen Meßreihen (Id 393)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

1D- und 2D-Ramanspektroskopische Meßreihen oder auch Maps liefern detaillierte ortsaufgelöste chemische Informationen über die untersuchten Proben. Damit kann z. B. die Komponentenverteilung in Stoffgemischen quantitativ bestimmt oder die Homogenität einphasiger Proben gezeigt werden. Andererseits lassen sich lokale Strukturveränderungen, Spannungszustände, Stapelfolgenänderungen in 2D-Materialien und Punktdefekte charakterisieren. Voraussetzung dabei ist eine möglichst engmaschige Datenerfassung bis hin zur Auflösungsgrenze der verwendeten Laserstrahlung sowie eine große Anzahl an Messpunkten. Mit modernen Spektrometern sind Messzeiten im Sekundenbereich gut realisierbar. Die Umsetzung der spektroskopischen in eine chemische Information erfordert dann die Extraktion von Parametern wie Schwingungsfrequenz, Intensität und Linienbreite durch Spektrenanpassung. Die Gerätesoftware bietet dafür nur eingeschränkte Möglichkeiten.
Im Rahmen einer Graduierungsarbeit oder Hilfstätigkeit soll in Zusammenarbeit mit dem HZDR-Rechenzentrum ein Auswertealgorithmus für die automatisierte Auswertung von 1D- und 2D-Ramanspektroskopischen Meßreihen entwickelt, an Beispielen getestet und dokumentiert werden.

Department: Nanocomposite Materials

Contact: Dr. Krause, Matthias

Requirements

1. Studium der Werkstoffwissenschaften, Physik oder Chemie
2. Interesse, Freude und Befähigung für wissenschaftliche Arbeit
3. Grundkenntnisse in Programmierung und sicherer Umgang mit Büro- und wissenschaftlicher Software
4. Sehr gute Englisch-Kenntnisse

Conditions

Die Arbeit ist in die umfangreichen Aktivitäten der Abteilung Nanoelektronik (FWIO) zu 2D-Werkstoffen eingebettet. Sie kann jederzeit aufgenommen werden.

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Medizinische Chemie/ Organische Synthese neuer Radioliganden für die Krebsdiagnostik und -therapie (Id 295)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses

Wir beschäftigen uns mit der Entwicklung von PET-Radiotracern, die Rezeptoren im Tumormikromilieu (TME = tumor microenvironment) für die Diagnostik und Therapie von Krebs sichtbar machen. Dazu werden geeignete tumoraffine Leitstrukturen identifiziert (niedermolekulare organische Moleküle, Peptide und Peptidomimetika), synthetisiert und mit einem geeigneten Radionuklid kovalent (z. B. Fluor-18, Iod-123) oder über einen Chelator (z. B. Gallium-68, Lutetium-177) markiert. Diese Radioliganden werden in vitro an Tumorzelllinien und in vivo im Tiermodell hinsichtlich einer Anwendung in der Nuklearmedizin getestet. Langfristiges Ziel ist die Translation der entwickelten Radiotracer in die Klinik als Diagnosewerkzeug (PET/CT) oder nach Markierung mit einem Beta- oder Alphastrahler für die Endoradiotherapie von Tumorerkrankungen.
Im Rahmen eines Studentenpraktikums oder einer Bachelor- oder Masterarbeit sollen organische Wirkstoffmoleküle synthetisiert und für eine anschließende radiochemische Markierung modifiziert werden. Die neuen Radioliganden werden dann biologisch in vitro und in vivo untersucht.

Department: Medical Radiochemistry

Contact: Dr. Stadlbauer, Sven, Sachse, Frederik

Requirements

  • Studium der Chemie
  • Gute Noten in organischer Synthesechemie
  • Fähigkeit sich in ein interdisziplinäres Wissenschaftler-Team einzugliedern
  • Bereitschaft zum Umgang mit Radioaktivität
  • Gute Kenntnisse der deutschen und englischen Sprache

Conditions

  • Beginn nach Absprache jederzeit möglich
  • Praktikumsdauer mind. 4 Wochen, mit möglichst täglicher Anwesenheit

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Materials for new solar power plants (Id 241)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: Solar thermal power plant ©Copyright: @AbengoaTurmkraftwerke stellen die neueste Generation von Anlagen zur solarthermischen Elektroenergieerzeugung dar (s. Abbildung). Großflächige Spiegelanordnungen konzentrieren Sonnenlicht auf einen zentralen Absorber, wo es in Wärmeenergie umwandelt wird, die dann auf ein Wärmeträgermedium übertragen wird. Gegenüber der Photovoltaik hat die Solarthermie den inhärenten Vorteil, Energie zu speichern und bei Bedarf bereit zu stellen. Die Herausforderung für die weitere Erhöhung des Wirkungsgrades von Solarkraftwerken besteht in der Entwicklung von Werkstoffen mit einer Temperaturstabilität bis zu 800 °C an Luft.
Im Rahmen von Graduierungsarbeiten und Hilfstätigkeiten sollen thermisch stabile Beschichtungen für die Kernkomponenten von Solarturmkraftwerken entwickelt und getestet werden. Dabei kommen modernste in situ und ex situ Methoden wie Magnetronsputtern, Ellipsometrie, UV-vis-NIR-FTIR-Reflektometrie und Ramanspektroskopie zur Anwendung.
Zu diesem Themenbereich werden u. a. die folgenden Aufgabenstellungen angeboten:
i) Schichtabscheidung und Optimierung der optischen und elektrischen Eigenschaften von transparenten leitfähigen Oxiden für Solarkraftwerke;
ii) Entwicklung von neuartigen Absorber- und Wärmespeicherwerkstoffen für Solarkraftwerke;
iii) Design und Simulation von solarselektiven Beschichtungen für Solarkraftwerke.

Zur Charakterisierung der untersuchten Materialien stehen modernste in situ und ex situ Analysemethoden zur Verfügung. Die Arbeiten können jederzeit aufgenommen werden.

Department: Nanomaterials and Transport

Contact: Dr. Krause, Matthias

Requirements

1. Studium der Werkstoffwissenschaften, Physik oder Chemie
2. Interesse, Freude und Befähigung für experimentelle wissenschaftliche Arbeit
3. Grundkenntnisse in Programmierung und sicherer Umgang mit Büro- und wissenschaftlicher Software
4. Sichere Englischsprachkenntnisse (fließend oder besser)

Conditions

Internationale Forschungsumgebung, ortsübliche Aufwandsentschädigung

Online application

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