Prof. Dr. Martin Stutzmann

Lehrveranstaltungen und Termine

Ausgeschriebene Angebote für Abschlussarbeiten

Morphologie und elektronische Eigenschaften von GaN/InGaN-Epitaxie-Schichten

Effiziente Energiespeicherung ist eine der großen Herausforderungen der Zukunft. Eine mögliche Lösung dafür ist die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid und Wasser in langkettige Kohlenstoffmoleküle. Gallium-Nitrid (GaN) und Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) sind vielversprechende Materialien, um diesen Umwandlungsprozess photo-katalytisch zu beschleunigen. Außerdem könnte mit InGaN die Selektivität der entstehenden Produkte erhöht werden. Ein wichtiger Punkt hierbei ist es, die Ladungsträgerdichte von Elektronen und Löchern an der Oberfläche der Schichten zu erhöhen. Hierfür werden mit Plasma-unterstützter Molekular-Strahl-Epitaxie GaN und InGaN Schichten mit unterschiedlichen Dotierungstypen und Dotierungsdichten hergestellt. Ziel dieser Arbeit ist es, die Morphologie der hergestellten Schichten mithilfe von Rasterkraftmikroskopie zu untersuchen. Des Weiteren sollen die Oberflächen-Photospannungen der Proben mit Hilfe einer Kelvin-Sonde bestimmt werden.

Beginn: Juli 2019

Kontakt: Andreas.Zeidler@wsi.tum.de

geeignet als

• Bachelorarbeit Physik

Themensteller(in): Martin Stutzmann

Nanowire Devices for Optoelectronic Control of Color Centers in Diamond and Silicon Carbide

Group III-nitride nanowires (NWs), namely GaN and its ternary alloys InxGa1-xN and AlxGa1-xN, have attracted increasing interest in device fabrication. Due to their high refractive index compared to air, the NWs are suitable as optical waveguides, especially for materials with a comparable refractive index, e.g. diamond or silicon carbide (SiC). These materials have color centers, especially the nitrogen vacancies in diamond and the silicon vacancies in SiC, which are both promising candidates as qubits for quantum technologies. The NWs should work as waveguides for the optical read-out of the color centers and as nano-contacts for the electrical control of the charge states of the color centers. The aim of this work is the fabrication and characterization of NW-based GaN-diamond/SiC devices for the optoelectronic control of color centers. For further information, please contact Theresa Hoffmann (Theresa.hoffmann@wsi.tum.de). To apply, please submit your CV and transcript of records.

geeignet als

• Masterarbeit Physik der kondensierten Materie
• Masterarbeit Applied and Engineering Physics

Themensteller(in): Martin Stutzmann

Optoelektronische Charakterisierung von GaZnON-Schichten

Eine Möglichkeit, steigenden atmosphärischen CO₂-Leveln entgegenzuwirken, ist die photokatalytische Herstellung von Brennstoffen. Dazu ist die Entwicklung neuer, effizienter Materialen nötig. Diese müssen dazu in der Lage sein, sowohl sichtbares Licht zu absorbieren, als auch CO₂-Reduktion und Wasserspaltung zu katalysieren. Erreicht werden kann dies durch die präzise Einstellung der energetischen Positionen von Valenz-und Leitungsbandkante durch die Legierung verschiedener Komponenten. Die Herstellung der Proben erfolgt dabei direkt am Institut mittels plasmaunterstützter Molekularstrahlepitaxie (MBE).

Für ein grundlegendes Verständnis der Materialien ist unter anderem die elektronische und optische Charakterisierung unerlässlich, was das Ziel der ausgeschriebenen Arbeit darstellt. Im Detail inkludiert dies den Entwurf und die Herstellung elektrischer Kontakte, Aufnahme und Interpretation von Strom-Spannungskennlinien sowie Photoleitungs-Messungen. Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung der Arbeit sind selbständiges und zuverlässiges Arbeiten im Labor und Grundkenntnisse im Bereich der Festkörperphysik.

Kontakt: Max.Kraut@wsi.tum.de

geeignet als

• Bachelorarbeit Physik

Themensteller(in): Martin Stutzmann

Photoelektrochemische Eigenschaften von Hybridsystemen aus molekularen Monolagen auf Galliumnitrid

Um einen Großteil der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen zu können, bedarf es effizienter Energiespeicherung zum Ausgleich temporärer Diskrepanzen zwischen erzeugter und verbrauchter Energie. Ein möglicher Lösungsansatz ist die Speicherung von Energie in chemischen Brennstoffen durch photokatalytische Reduktion von CO₂ in energetisch höherwertige Kohlenstoffketten. Ein Hybridsystemen aus molekularen Katalysatoren und Halbleitern stellt einen vielversprechenden Ansatz zur technologischen Umsetzung dieses Konzepts dar. Mit geeigneter Anordnung der Energieniveaus von Halbleiter zu Molekül könnte Ladungstransport zwischen den Systemen stattfinden und die Effizienz im Vergleich zu homogener Katalyse gesteigert werden. Ziel dieser Arbeit ist es, mit Hilfe von Langmuir-Blodgett-Transfer molekulare Monolagen photokatalytisch aktiver Porphyrine auf Galliumnitrid-Substrate aufzubringen und zu untersuchen. Schwerpunkt der Arbeit ist die Analyse des Ladungstransports in Abhängigkeit von der Dotierung des Halbleiters und der Art des Porphyrins mit Hilfe von photoelektrochemischer Charakterisierung.

Kontakt: felix.eckmann@wsi.tum.de

geeignet als

• Bachelorarbeit Physik

Themensteller(in): Martin Stutzmann

Polaritätskontrolle von GaN-Nanodrähten

Gruppe III-Nitrid Nanodrähte (nanowires, NWs), insbesondere aus GaN, sind vielversprechende Kandidaten für Halbleiterbauelemente, wie etwa für UV-LEDs, Sensoren oder optoelektronische Nanokontakte. GaN ist ein polarer Halbleiter und wächst entweder als Ga- oder N-polarer Wurtzit-Kristall auf verschiedenen Substraten. Die Polarität des Kristalls beeinflusst durch polaritätsbedingte Ladungen der GaN NWs die Bandstruktur der Grenzfläche zum Substrat. Das führt zu polaritätsabhängigen elektrischen Eigenschaften der GaN/Substrat-Heterostrukturen. Um effiziente Bauelemente zu ermöglichen, ist es notwendig NWs mit einheitlicher Polarität herzustellen. Hierfür ist die zweifelsfreie Identifikation der Polarität einzelner GaN NWs notwendig. Das Ziel dieser Arbeit ist es die Polarität von GaN NWs auf Siliziumcarbid-Substraten mit einem Kelvin-Sonden-Kraftmikroskop mit Nanometer-genauer Auflösung (KPFM) zu messen. Außerdem soll der Einfluss von verschiedenen Wachstumsparametern auf die die Polarität der GaN NWs untersucht werden. Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung der Arbeit sind selbständiges und zuverlässiges Arbeiten im Labor und Grundkenntnisse im Bereich der Festkörperphysik.

Kontakt: Theresa.Hoffmann@wsi.tum.de

geeignet als

• Bachelorarbeit Physik

Themensteller(in): Martin Stutzmann

Veröffentlichungen

Siehe auch ORCID-Profil von Martin Stutzmann.