Universitäre Service-Einrichtung für Transmissionselektronenmikroskopie
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Diplomarbeiten

Voraussetzung: Erfolgreiches absolvieren der LVA 138.049 PR Elektronenmikroskopie!

Diplomarbeiten auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie und Elektronen-Energieverlustspektrometrie (EELS) werden vom Institut für Festkorperphysik in Kooperation mit USTEM angeboten. Sie können prinzipiell in Deutsch oder Englisch verfasst werden. Folgende Themen stehen momentan zur Auswahl:

Integration of interference terms into the WIEN2k code

WIEN2k ist ein Programmpaket, u.a. zur Berechnung von Ionisationskanten. Wir haben kürzlich entdeckt, dass in EELS die Interferenz der einfallenden Elektronenwelle mit ihren am Kristallgitter gebeugten Anteilen zur Veränderung des Wirkungsquerschnitts und zu Variationen der Feinstruktur der Ionisationskanten (ELNES) führt.

Es handelt sich um einen quantenmechanischen Effekt, der theoretisch gut verstanden wird (inelastic electron interferometry). Die Interferenzterme lassen sich im Programmpaket ähnlich berechnen wie die partielle Zustandsdichte.

Die Aufgabe besteht darin, für WIEN2k ein Modul zu schreiben, das die Interferenzterme berechnet, und numerische Tests durchzuführen.

Interessierte Studenten (mit Prüfungen aus Quantenphysik und Festkörperphysik I & II) wenden sich bitte an Prof. Dr. Peter Schattschneider (Tel.: 01 58801-13722)

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Circular dichroism in the electron microscope

Die kürzlich erfolgte Entdeckung des magnetischen Zirkulardichroismus im Elektronenmikroskop soll auf ferromagnetische Systeme angewendet werden. Die Arbeit ist rein experimentell.

Interessierte Studenten (mit Prüfungen aus Quantenphysik und Festkörperphysik I & II) wenden sich bitte an Prof. Dr. Peter Schattschneider (Tel.: 01 58801-13722).

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Cerenkov light emission in semiconductors

Die Elektronen im TEM erlangen Geschwindigkeiten von 69.5% der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit. Dadurch sind sie in den meisten Isolatoren und Halbleitern schneller als das Licht, dessen Geschwindigkeit im Medium c0/n ist (n: Brechungsindex). Das führt dazu, dass Cerenkov Licht emittiert wird. Im Rahmen einer Diplomarbeit soll der Einfluss dieses Effektes zur Bestimmung des Brechungsindex herangezogen werden.

Interessierte Studenten (mit Prüfungen aus Quantenphysik, Elektrodynamik und Festkörperphysik I & II) wenden sich bitte an Dr. Michael Stöger-Pollach (Tel.: 01 58801-13820).

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Numerical simulation of the thickness dependence of electron energy loss spectrometry

Electron energy loss spectrometry (EELS) is a versatile method for material analysis based on inelastic scattering which gives rise to ionization edges. The ab-initio based simulation software WIEN2k is a state-of-the-art package for the calculation of electronic properties of materials. It is also capable of calculating EELS data but does not take elastic scattering of the electron beam in the crystal into account. Recent works have shown the importance of elastic scattering for a wide variety of modern analytical techniques, however.

Two programs for simulating elastic scattering are available, but they only have rudimentary support for inelastic scattering. The goal of this work is to implement an accurate description of inelastic scattering based on well-established theory and WIEN2k data in these two programs.

Tasks:

  • Extracting the wavefunctions and density of states from WIEN2k simulations
  • Implementing this data into two existing simulation packages for electron wave propagation
  • Comparison of several approximations and their influence on the thickness-dependent EELS signal


Recommended previous knowledge:
Quantentheorie II, Datenverarbeitung für TPH II

Contact:
Peter Schattschneider
Stefan Löffler
Walid Hetaba

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