Apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Martin Brandt

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Arbeitsgruppen
Experimentelle Halbleiterphysik
Experimentelle Halbleiterphysik
Funktion
Außerplanmäßiger Professor am Physik-Department

Lehrveranstaltungen und Termine

Ausgeschriebene Angebote für Abschlussarbeiten

Elektrisches Auslesen von NV-Zentren in Diamant

Für moderne Sensorik am Quantenlimes, für die NMR-Tomographie einzelner Moleküle und für Quanteninformationsverarbeitung bei Zimmertemperatur kommen Sie z.Z. um die sog. NV-Zentren in Diamant kaum herum. Deren Messung verlangt jedoch vergleichsweise aufwändige optische Verfahren. Könnten diese durch rein elektrische Auslesemethoden ersetzt werden, würden die dazu notwendigen Apparaturen und die Anwendung der NV-Zentren entscheidend vereinfacht. Den Arbeitsgruppen Brandt und Reinhard ist die Demonstration eines solchen elektrischen Nachweises jüngst gelungen. Ihre Aufgabe ist es, weitere grundlegende Untersuchungen z.B. zur Dynamik des elektrischen Auslesens der NV-Zentren und zur selektiven Anregung einzelner Schritte des Ausleseprozesses durch Verwendung unterschiedlicher Laser durchzuführen. Ein besonderes Highlight wäre die Fortentwicklung der Methode in Richtung der elektrischen Detektion einzelner Zentren. In dieser Masterarbeit erlernen Sie moderne Spinphysik, Mikrowellentechnik, hochempfindliche elektrische Messmethoden und (ja auch) optische Techniken wie die Verwendung gepulster Laser am Beugungslimit.            

geeignet als
  • Masterarbeit Physik der kondensierten Materie
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Martin Brandt
Kohärenztransfer auf langlebige Spinspeicher
Die Kernspins ionisierter Donatoren in Silizium haben extrem lange Kohärenzzeiten im Bereich einer Stunde und sollten sich daher hervorragend als quantenmechanischer Speicher nutzen lassen. Zum "Rechnen" werden hingegen eher die Elektronenspins der Donatoren verwendet. Nach dem (simplen) Transfer einer Kohärenz vom Elektronen- auf den Kernspin ist es daher die große Herausforderung, den Donator zu ionisieren, ohne diese Kohärenz wieder zu zerstören. Die Vielzahl der Resonanzmethoden, die unsere Arbeitsgruppe in den letzten Jahren entwickelt hat, sollte diese zerstörungsfreie Ionisierung ermöglichen. Ihre Aufgabe ist es, eine solche kohärenzerhaltende Ionisierung zu entwickeln und an Phosphordonatoren zu testen. Wie das genau funktioniert, verraten wir Ihnen in einem persönlichen Gespräch. In der Masterarbeit erlernen Sie u.a. moderne Spinphysik, die Anwendung geformter Mikrowellenpulse in der magnetischen Resonanz sowie diverse Aspekte der Mikrowellen- und Kryotechnik.
geeignet als
  • Masterarbeit Physik der kondensierten Materie
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Martin Brandt
Thermographische Charakterisierung energierelevanter Materialien

Im Bereich der erneuerbaren Energien und der Rückgewinnung von Verlustwärme ist die direkte Umwandlung von Wärme in elektrische Energie durch thermoelektrische Materialien ein wachsendes Forschungs- und Anwendungsgebiet. Bei der Optimierung der dafür notwendigen thermoelektrischen Wandler ist es eine besondere Herausforderung, die Wärmeleitfähigkeit der Materialien durch Nanostrukturierung zu reduzieren und diese dann genau zu vermessen. Aufgabe der Masterarbeit ist die Weiterentwicklung eines in der Arbeitsgruppe jüngst erdachten Thermographiesystems, das mittels Infrarot-Mikroskopie ortsaufgelöst die genaue Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von dünnen Filmen erlaubt. Die Erweiterung der derzeitigen statischen Messmethode auf ein dynamisches Verfahren würde die Empfindlichkeit der Methode weiter verbessern und zusätzlich die Bestimmung der Wärmekapazität erlauben. Kernpunkte der Arbeit sind die technische Umsetzung dieser Erweiterung sowie die computerseitige Auswertung der Messdaten. Sie lernen hochempfindliche Messverfahren wie z.B. die Lock-In-Technik kennen und können Ihre Programmierkenntnisse weiter ausbauen. Die von Ihnen weiterentwickelte Methode soll schließlich anhand von klassischen Materialien verifiziert werden und die Möglichkeiten, damit auch neue Materialen wie z.B. organische Halbleiter oder gesinterte SiGe-Dünnfilme zu charakterisieren, ausgetestet werden. Dazu werden die Proben zu großen Teilen im Haus von Ihnen mittels typischer Dünnschichtmethoden und Lasersinterverfahren selbst hergestellt.

geeignet als
  • Masterarbeit Physik der kondensierten Materie
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Martin Brandt

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.