Department Head

PD Dr. Artur Erbe

Tel.: +49-351-260-2366
Email: a.erbe(a)hzdr.de

Bachelor, Master, Diploma, and PhD Thesis [FWIO, short]

Bachelor, Master, Diploma, and PhD Thesis [FWIO]


  • 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.

    Molecular Electronics
    (Experiment; Dr. A. Erbe, T. 0351/260 2366, a.erbe(at)hzdr.de, AG Transportphänomene in Nanostrukturen)
    Current transport in single molecules opens the possibility to create electronic devices on the smallest possible length scale. For these application we need an understanding of the electronic properties of the metal molecule junctions. We developed methods to contact single molecules in a controllable manner. Aim of the theses is to develop these techniques to contact ferromagnetic leads to the molecules. Such a systems allows to use the spin of the electrons as a control variable.

  • Berechnung des Transports durch Nanostrukturen
    (Theorie; Dr. P. Zahn, T. 0351/260 3121, p.zahn(at)hzdr.de)
    Einzelne Nanostrukturen als Bausteine für zukünftige kleinste elektronische Funktionsstrukturen müssen besondere Anforderungen erfüllen: sie müssen ausgedehnte elektronische Zustände aufweisen, durch welche der Transport erfolgt, und über geeignete Kontaktstellen verfügen, die wohldefiniert an Elektroden anbinden und den Übergang von Ladungsträgern von und zu den Elektroden ermöglichen. Diese Voraussetzungen wie auch die Robustheit gegenüber chemischen und thermischen Umgebungseinflüssen unter Arbeitsbedingungen erlegen der Auswahl geeigneter Strukturen Randbedingungen auf, die im vorliegenden Projekt untersucht werden sollen. In enger Zusammenarbeit mit experimentellen Arbeiten zu Molekülen im mechanisch kontrollierten Bruchkontakt sowie an nanostrukturierten Materialien führen Sie numerische Simulationsrechnungen zu Stabilität und Transportverhalten durch, aus denen Sie allgemeinere Gesetzmäßigkeiten zu Zusammensetzung, Struktur und Größe geeigneter Nanostrukturen ableiten.

    Calculation of electronic transport in nanostructures
    (theory; Dr. P. Zahn, T. 0351/260 3121, p.zahn(at)hzdr.de)
    Single nanostructures have to fulfill certain conditions to allow for application as functional devices: electronic states which carry the current and contact positions for electrode coupling have to be provided. These prerequisites and their robustness against chemical and environmental effects should be investigated. Numerical simulations of stability and transport properties should point to composition, structure and size of appropriate nano-structures. A strong collaboration with experiments at molecules in mechanically-controllable break-junctions and at nano-structured materials is expected.

  • 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.