Apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Christoph Pascal Hugenschmidt

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Offered Bachelor’s or Master’s Theses Topics

Aufbau eines Dreifach-Kühlfingers zur Gammaspektroskopie mittels hochreiner Germaniumdetektoren

Hochreine Germaniumdetektoren werden bei Flüssigstickstofftemperatur betrieben, um die für Gammaspektroskopie benötigte extrem hohe Energieauflösung zu erreichen. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Dreifach-Kühlfinger konstruiert, aufgebaut und hinsichtlich seiner Kühleigenschaften charakterisiert werden. Hierbei soll das Augenmerk auf Temperaturgradienten, Kühl- und Standzeiten gelegt werden, um schließlich einen Dreier-Cluster von Germaniumdetektoren effizient kühlen zu können. Zunächst sollen hierzu Simulationen zur Temperaturverteilung durchgeführt werden, die am schließlich realisierten Aufbau über Messungen verifiziert werden sollen. Schließlich soll die Energieauflösung der Detektoren anhand von aufgenommenen Gammaspektren an einer Referenzprobe gemessen werden. Das Projekt wird in der TUM Forschungsgruppe Physik mit Positronen durchgeführt.

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• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Christoph Pascal Hugenschmidt

Berechnung der Elektron-Positron-Impulsverteilung an Gitterfehlern (ABINIT)

The characterization of lattice defects with respect to their chemical environment is of outmost interest in condensed matter physics and materials science. In coincidence Doppler-broadening spectroscopy (CDBS), both annihilation quanta are detected simultaneously with two high-purity germanium detectors. The resulting background suppression enables the detection of large momenta of core electrons (large Doppler-shifts) in the outer wings of the 511 keV annihilation line. Therefore, CDBS is applied to identify the elements at the annihilation site and hence enables the detection of, e.g., foreign atom-vacancy complexes or precipitates in alloys. Within this thesis CDBS spectra resulting from positron annihilation in point defects will be calculated by using the open-source code ABINIT. This program is based on density functional theory (DFT) and allows the computation of electron and positron densities as well as wave functions in the solid. The calculated  positron lifetimes and positron-electron momentum distributions are compared with experimental results.

The project is carried out within the TUM research group Physics with Positrons.

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• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Christoph Pascal Hugenschmidt

Simulation der Positronendiffusion bei angelegten elektrischen Feldern zur Bestimmung der Leestellenkonzentration in Festkörpern (LIMPID)

Positronen können je nach Implantationstiefe im Festkörper zurück an die Oberfläche diffundieren, bevor sie annihilieren. Das resultierende Gammaspektrum – insbesondere die Form der 511 keV Annihilationslinie – ändert sich mit dem Anteil der Positronen die an der Oberfläche annihilieren. Eine Simulation der tiefenaufgelösten Diffusion erlaubt es uns, die Leerstellenkonzentration in der Probe aus bei unterschiedlichen Implantationstiefen gemessenen Daten zu bestimmen. Hauptziel der Masterarbeit ist es, den von uns entwickelten Algorithmus zur numerischen Lösung der Diffusionsgleichung in Python zu erweitern, um zusätzliche Effekte, wie variable Defektverteilungen oder elektrische Felder im Inneren der Probe zu berücksichtigen. Das Projekt wird in der TUM Forschungsgruppe Physik mit Positronen durchgeführt.

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• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Christoph Pascal Hugenschmidt

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