Aktuelle Themen für Bachelorareiten, Masterarbeiten oder Internship (alternativ zum Masterpraktikum)

Bachelorarbeiten

• Ionengestütze Synthese von porösem Germanium
  
  - Basierend auf Vorgängerarbeiten soll die Synthese von porösem Germanium durch Edelgasimplantation am 500 kV Implanter durchgeführt weren, und die Porosität sowie die Elektrische Leitfähigkeit der Schichten untersucht werden. Die Germaium-Ausgangsschihten werden mittels Magnetron-Sputterdeposition hergestellt. Die Porosität wird mittels RBS und Profilometrie bestimmt. Für die elektrischen Messungen steht eine I-V Messapparatur zur Verfügung.


• Analyse von Sputterkathoden für Cs-Sputter Ionenquellen
  
  - Ziel ist es, die Effizienz und die Wirkungsweise von Cs-Sputter-Ionenquellen zu untersuchen. Dazu werden Sputterkathoden aus unterschiedlichen Materialien hergestellt, und an der Ionenquelle des Tanddembeschleunigers hinsichtlich erzielten Ionenströmen und Massenspektren untersucht. Die Ionenausbeute soll bestimmt oder zumndest abgeschätzt weren. Elementanalysen der benutzten Kathoden mittels RBS und PIXE sollen Aufschluss über den Cs-Einbau in die Kathoden und die Kathodenzusammensetzung im Vergleich zu Simulationsrechnungen mit dem Monte Carlo Programm SDTrimSP liefern.


• Simulation der Ionenoptik von Ionenquellen für negative Ionen mit SIMION und COMSOL
  
  - Ziel ist das Verständnis und die Optimierung der Ionenextraktion aus Cs-Sputter-Ionenquellen für negative Ionen. Dazu werden verschiedene Optionen der Extraktion und Fokussierung der Ionen mit Hilfe der Simulationsprogramm SIMON und COMSOL untersucht. Darauf aufbauend werden neu konzipierte ionenoptische Komponenten für die bestehenden Ionenquellen realisiert.


• Analyse der Niederenergie-Implantation in 2D Materialien
  
  - Ziel ist die Untersuchung der Effizienz und Homogenität der Niederenergie Ionenimplantation in 2D-Materialien mit Ionenenergien zwischen 10 eV und 30 eV. Dazu werden Implantationen verschiedener Dotierelemente in a-C Schichten durchgeführt und die Oberflächenzusammensetzung mittels Augerspektroskopie und hochauflösender rutherford-Rückstreuung analysiert.


• Energiekalibirerung des 500 kV implanters mittels He-Ionen-Rückstreuung am elektrostatischen Analysator
  
  - Die energiekalibrierung eines Ionenbeschleunigers erfolgt üblicherweise über resonante Kernreaktionen mit Resonanzbreiten von wenigen keV. Am Göttinger implanter besteht die Möglichkeit der Energiekalibrierung mit Hilfe von Rutherford-Rückstreuung und der Verwendung eines elektrostatischen Analysators mit Energieauflösung von 1 keV. Damit kann eine deutlich präzisere Energiekalibrierung über einen weiten Energiebereich des Beschleunigers erzielt werden. Es soll eine Energiekalibirierung durchgeführt werden, incl. einer ausführlichen Fehlerbetrachtung.


• Programmierung einer Prozesssteuerung für die Niederenergie-Implantation in 2D Materialien

Masterarbeiten

• Dotierung von 2D-Materialien mittels Ultra-Niederenergie-Implantation
  
  -Die Arbeitsgruppe verfügt über eine weltweit einzigartige Anlage zur Ionenbestrahlung von Oberflächen bei sehr niedrigen Energien von bis zu 10 eV. Die Bestrahlung erfolgt im ultrahochvakuum und mit massenselektierten Ionen. Damit ist es erstmals möglich 2D Materialien wie Graphen oder Molybdänsulfid mittels Ionenimplantation zu dotieren. Die etablierte Dotiermethode der Halbleiterindustrie wird damit üertragbar auf die neuartigen 2D Materialien. Zile der Arbeit ist es, die Dotiermethode weiterzuentwickeln und zu quantifizieren. Insbesondere sollen Verfahren entwickelt und untersucht werden, wie maskenfrei eine lateral kontrollierbare Dotierung erfolgen kann. Zudem soll die Dotiereffizienz an Hand von Testbestrahlungen und quantitativer Elementanalystik untersucht werden. Implantaton in ausgewählte 2D-Systeme sollen durchgeführt werden, die dann zusammen mit Kooperationspartnern mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie, Lumineszenz, Tunnelspektroskopie und Elektronenspektroskopie charaktirsiert werden.


• H-Konzentrationsmessungen in Festkörpern mittels ¹H(¹⁵N,α,γ)¹²C Kernreaktionsanalyse
  
  - Basierend auf Vorgängerarbeiten soll die Methode der Wasserstoff-Konzentrationsmessung in Festkörpern an dem inzwischen optimierten und verbesserten Tandembeschleuniger am II. Physikalischen Institut untersucht werden. Dazu wird die Kernreaktion ¹H(¹⁵N,α,γ)¹²C mit einer Resonanzenergie von 6.385 MeV und Resoanzbreite unter 2 keV genutzt. Ziel ist es, die Messungen zu quantifizieren und die Messung von Konzentrationsprofilen zu optimieren. Dazu steht nun eine überareitete Messapparatur mit Antikoinzidenzaufbau zur Unterdrückung kosmischer Myonen, sowie eine effizente Methode zur schnellen Abstimmung der Energie des ¹⁵N-ionenstrahls.


• Messung der Ioneninduzierten Viskosität durch gerichtete Ionenbestrahlung strukturierter Oberflächen
  
  - Unsere Arbeitsgruppe untersucht seit einigen Jahren die selbst-organisierte ioneninduzierte Musterbildung an Oberflächen. Wahrend die meisten Prozesse, die zur Instabiität und Musterbildung führen inzwischen weitgehend analysiert und verstanden sind, ist der glättende Mechanismus des ioneninduzierten viskosen Fließens nur unzreichend untersucht und verstanden. Auf der Basis des aktuellen Kenntnisstandes der ioneninduzierten Msuterbildung ist es nun möglich in verschiedenen Festkörpern und unter unterschiedlichen Bestrahlungsbedingungen die ioneninduzierte Viskosität experimentell zu bestimmen und mit theoretischen Modellen und Vorhersagen zu vergleichen.


• Leitfähigkeit von Ionenspuren in Heterostrukturen aus tetraedrich amorphem Kohlenstoff (ta-C) und Si - die Rolle der Grenzfläche
  
  - Nach Bestrahlung von elektrisch hochohmigem ta-C mit sehr hochenergietischen Schwerionen (z.B. 1 GeV U) entstehen leitende Ionenspuren mit einer um bis zu 5 Größenordnungen erhöhten Leitfähigkeit und einem Durchmesser von wenigen Nanometern. Kritischer Punkt für die Leitfähigkeit der kontaktierten Ionenspuren ist die Grenzfläche zwischen ta-C Schicht und Halbleitersubstrat (typischerweise hoch n-typ Silizium). Ziel ist es die Abscheidung von ta-C auf nahzu metallisch leitendem n-Si zu otpimieren, bzw. eine geeignete atomar glatte metallische Grenzfläche zwischen ta-C und Si zu erzeugen. Durch Bestrahlung mit GeV U-Ionen an der GSI Darmstadt sollen Ionenspuren entstehen, die eine optimale und homogene Leitfähigkeit besitzen, vergleichbar mit ionespuren erzeugt durch C₆₀-Ionen.


• Herstellung von 3D Mikrostrukturen mittels Protonenstrahlschreiben
  
  - Mit Hilfe des optimierten Protonenmikrostrahls am Göttinger Tandembeschleuniger sollen 3D Mikrostrukturen in GaAs über eektrochemischen Ätzen hergestellt werden. Ziel ist es, ausgehend von Simulationsrechnungen zum elektrochemischen Ätzen sollen Bestrahlungsmuster gewählt werden, die die Erzeugung bestimmter 3D Strukturen in einem Bestrahlungsschritt ermöglichen. Die Grenzen der Methode hinsichtlich Auflösung sowie die Möglichkeiten zur Erzeugung frei tragender 3D Mikrostrukturen sollen untersucht werden.


• Gitterplatzbestimmung von oberflächennahen Fremdatomen in kristallinen Festkörpern mittels Elektron-Emission-Channeling - Simulationen und erste Testmessungen.
  
  - Es sollen Simulationsrechnungen zur dynamischen Theorie der Elektronenbeugung mit dem Simulationsprogramm MANYBEAM durchgeführt werden, und damit interessante Testsysteme für eine Bestimmung von Frematomgitterplätzen nahe der Oberfläche eines Kristalls ermittlt werden. Ein weitere Punkt ist die Frage, wann das Konzept der Kontinuumsnäherung (Darstellung von Atomreihen und -ebenen durch Kontinuumpotentiale) zusammenbricht.