Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissen­schaft­liche Fakultät - Nanoscale Processes - Time-resolved X-ray scattering

Open Positions old

Student Projects

Students interested in short-term projects are most welcome. Students interested in working abroad in a laboratory collaborating with us may also contact stefan.kowarik (at) physik.hu-berlin.com for details.

Master-Thesis and Bachelor-Thesis Projects

We offer a variety of different master-thesis (diploma) projects in the context of optical and x-ray investigations of molecular materials:

Molekulare Schalter (Molecular switches)

Optisch schaltbare Moleküle, d.h. Moleküle deren  Konformation (z.B. „gerade“ oder „geknickt“) durch Licht geändert werden kann eröffnen die Vision einer extremen Integration funktioneller Eigenschaften. Anwendungen von molekularen Schaltern auf Oberflächen finden sich sowohl in der Optoelektronik, bei Speicherelementen,  aber auch schaltbare Oberflächen (umschalten von hydrophil auf hydrophob) und biologischen Vorgängen z. B. in Photorezeptoren. In dieser Arbeit sollen Schichten von molekularen Schaltern auf Oberflächen mit z. B. Spin-Coating präpariert werden und der Schalt-Vorgang mit zeitaufgelösten optischer Spektroskopie und Röntgen-Diffraktion (u.a. an der weltweit brillantesten Synchrotron-Lichtquelle PETRA 3 am DESY) untersucht werden. Je nach Interesse kann der Schwerpunkt hierbei auf eine der beiden Techniken gelegt werden. Mit diesen Experimenten soll untersucht werden wie geordnete Arrays von Schaltern im Kontakt mit der Oberfläche schalten, und unter welchen Bedingung kollektive Effekte („Domino-Effekt“) auftreten.

Röntgen-Mikroskopie an organischen Halbleitern (X-ray microscopy on organic semiconductors)

Organische (molekulare) Halbleiter haben in den letzten Jahren erfolgreich den Übergang von der Grundlagenforschung in kommerzielle Anwendungen wie organische Leuchtdioden (OLEDs),  und Displays geschafft, und die nächste Generation von Solarzellen und Transistor-Schaltkreisen wird in verstärktem Maße auf organischen Halbleitern aufbauen. Trotz großer Fortschritte bei der Charakterisierung  von Morphologie und Kristallstruktur, gibt es immer noch viele offene Fragen über den Einfluss von Grenzflächen, Korngrenzen und Störstellen auf die elektronischen Eigenschaften molekularer Halbleiter. Für ein detailliertes Verständnis des Zusammenhangs zwischen Struktur und Funktion sollen in dieser Masterarbeit dünner Schichten organischer Halbleiter mit Röntgenmikroskopie untersucht werde. Durch die Messung von spektraler Information an jedem Bild-Pixel bietet die Röntgenmikroskopie lokale (chemische) Information bei einer hohen räumlichen Auflösung von ~25 nm. Darüber hinaus erlaubt es Röntgen-Dichroismuis molekularer Kristalle auch die kristalline Orientierung und damit den Winkel an der Korngrenze zu bestimmen, der den Ladungstransport beeinflußt.

Struktur-Untersuchungen an molekularen Halbleiter-Heterostrukturen für organische Elektronik und Photovoltaik (Structure of semiconductor heterostructures for organic electronics and photovoltaics)

Organische Halbleiter bieten großes Potential für Anwendungen in der Optoelektronik, Photovoltaik und elektronische Schaltungen. Da in anwendungsrelevanten Bauteil-Architekturen meist mehrere Schichten molekularer Materialien nötig sind um z. B. p-n Übergänge zu realisieren ist es nötig hochgeordnete Heterostrukturen herstellen zu können. In dieser Master-Arbeit werden unter reinsten Bedingung im Vakuum molekulare Schichten aufgedampft und durch (zeitaufgelöste) Röntgen-Diffraktion während des Wachstums die molekulare Selbst-Assemblierung direkt verfolgt. Mit diesen Messungen können direkt die molekuare Anordnung kontrolliert (z. B. liegende oder stehende Moleküle) und die für die Funtion relevanten Grenzflächen optimiert werden. Im Hinblick auf Anwendungen in der Photovoltaik sollen insbesondere auch komplexere Strukturen wie z. B. p-n Übergitter für effiziente Exzitonen-Spaltung und gute Ladungsträgerbeweglichkeit  präpariert und strukturell untersucht werden.