Masterarbeiten (Arbeitsgruppe Denschlag)

1.Thema: Planung und Konstruktion einer neuartigen Ionenfalle
Betreuer:Johannes Hecker Denschlag
Aufgabe: Vor kurzem haben wir erste Experimente an einem neuartigen Experiment durchgeführt, in dem neutrale, ultrakalte Atome mit gefangenen kalten Ionen wechselwirken. Für den weiteren Verlauf der Versuche benötigen wir eine neuartige Ionenfalle, die teilweise auf optischen Dipolkräften beruht. Ziel der Masterarbeit ist es, solch eine Dipolfalle zu designen und aufzubauen.
2.Thema: Kontrolle eines Diodenlasers zur hochaufgelösten Molekülspektroskopie
Betreuer:Johannes Hecker Denschlag
Aufgabe: Vor kurzem wurden in unserem Labor erstmalig ultrakalte, tiefgebundene Rb2 Moleküle hergestellt. Die langsame Bewegung dieser Moleküle erlaubt nun eine höchstgenaue Vermessung ihrer Anregungsniveaus. Für diese Messungen soll ein vorhandener Diodenlaser zur Spektroskopie verwendet werden, der kontrolliert über einen weiten Frequenzbereich verstimmt werden muss. Aufgabe der Masterarbeit ist es, auf der Grundlage des Diodenlasers ein Spektroskopiesystem aufzubauen.
3.Thema:Testaufbau für ein holographisches Abbildungsverfahren zur Abbildung ultrakalter Atome im Gitter
Betreuer:Johannes Hecker Denschlag, Wolfgang Limmer
Aufgabe:Zur Abbildung ultrakalter Atome im optische Gitter soll eine neuartige Technik zum Einsatz kommen, die auf holographischer Bildgebung basiert [1]. Hierzu soll diese Technik zuerst in einem separaten Aufbau getestet und charakteriesiert werden. Im Rahmen dieser Masterarbeit muss dieser Aufbau geplant und konstruiert werden und anschließend die Messungen an einem Testobjekt durchgeführt werden.
[1] Hoffmann, Daniel Kai, et al. "Holographic method for site-resolved detection of a 2D array of ultracold atoms." Applied Physics B 122.8 (2016): 227.
4.Thema:Magnetfeldstabilisierung
Betreuer:Johannes Hecker Denschlag, Wolfgang Limmer
Aufgabe:Zur präzisen Manipulation ultrakalter Atome und Moleküle benötigen wir Magnetfelder, die bis in den ppm (parts per million) Bereich stabil sind. Erzeugt werden die Magnetfelder mit Hilfe stromdurchflossener Spulen. Aufbauend auf mehreren Bachelor-Arbeiten zur Charakterisierung des Stromrauschens soll nun eine analoge elektronische Schaltung zur Glättung des Spulenstroms (0 - 200 A) entwickelt und gebaut werden.
Der Kandidat bzw. die Kandidatin sollte über gute Elektronik-Kenntnisse verfügen. Die Arbeit würde sich auch sehr gut als externe Arbeit für eine(n) Ingenieur-Student(in) eignen.

Masterarbeiten (Arbeitsgruppe Thonke)

1.Thema:  Optische Analyse von Nano- und Mikrostrukturen mit der Elektronenmikroskop-Kathodolumineszenz
Betreuer: Klaus Thonke, Ingo Tischer
Aufgabe: Mit einem Feldemitter-Elektronenmikroskop, das für Tieftemperatur-Kathodolumineszenzmessungen mit höchstster Orts- und Energieauflösung ausgestattet ist, sollen Halbleiter-Nanostrukturen aus ZnO und InGaN auf ihre elektronischen und optischen Eigenschaften untersucht werden. Zum Themenkreis gehören weiterhin Analysen von Mikrostrukturen aus nitridischen Halbleitern, die für UV-Optoelektronik relevant sind.
2. Thema:

Nano-Sensoren für Gase und Proteine

Betreuer: Klaus Thonke, Manfred Madel

Unter speziellen Wachstums-Bedingungen und geeigneter Vorstrukturierung lassen sich geordnete Felder von Zinkoxid-Nanosäulen erzeugen. Die Säulen haben einstellbare Abstände und Längen von wenigen µm, und typische Durchmesser von 100 – 500 nm. Unter dem Einfluß von verschiedenen Gas-Atmosphären kommt es zu Oberflächen-Bandverbiegungen der elektronischen Struktur, und damit zur Änderung der Leitfähigkeit durch das Innere der Nanosäulen. Ebenfalls ändert sich die UV-Emission dieser Säulen.

Im Rahmen einer Arbeit sollen zunächst einzelne Säulen für elektrische Messungen präpariert werden. In einer speziellen Messanordnung soll dann ihre Reaktion auf verschiedene Gase in kontrollierter Atmosphäre untersucht werden. Mit speziellen Oberflächen-Beschichtungen aus Metallen oder Molekülen soll Selektivität für spezifische Gase erreicht werden.

In den nächsten Schritten sollen Konzepte  umgesetzt werden, mit denen die Oberfläche für spezifische Proteine sensibilisiert werden kann. Parallel zu den elektrischen Messungen soll die jeweilige Änderung der optischen Emission in einem konfokalen Mikroskop-Aufbau  untersucht werden.
Diese Arbeiten zielen auf die Entwicklung von ultrakleinen Sensoren ab, die optisch ausgelesen werden können und eine extrem hohe Ortsauflösung erlauben.