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Experimental Semiconductor Physics

Prof. Martin Stutzmann

Research Field

Our work at the Walter Schottky Institut deals with various aspects of new and non conventional semiconductor materials and material combinations: semiconductors with a wide bandgap (GaN, InGaN, AlGaN, diamond, SiC) disordered semiconductors (amorphous, nanocrystalline, and polycrystalline) advanced thin film systems (silicon-based luminescent layers, thin film solar cells, organic/anorganic heterosystems, biofunctionalized semiconductors). Most of these material systems are prepared in our group by suitable deposition techniques (MBE, MOCVD, Plasma-enhanced CVD, e-beam evaporation, sputtering). Their efficient optimization is based on the large pool of structural, optical, and electrical characterization techniques available in our Institute. Complementary to the usual spectroscopic techniques we have developed and employ a variety of highly sensitive methods which enable us to study in particular the influence of defects on the electronic performance of materials and devices. Such techniques include subgap absorption spectroscopy, optically induced capacitance spectroscopy and, in particular, modern spin resonance techniques which are applied to various materials systems and devices for spintronics.

In addition to the preparation and characterization of new semiconductor materials we also work on the modification and processing of semiconductors with pulsed high power laser systems (laser-crystallization, holographic nano structuring, laser-induced etching) and investigate the potential of new material systems for novel device structures. Recent examples include nano structured thin film solar cells, high electron mobility transistors based on AlGaN/GaN hetero structures, as well as UV-detectors, sensors and biosensors.

Learn more about the different research areas on the research pages of the Stutzmann, Brandt, and Garrido groups.

Address/Contact

Am Coulombwall 4
85748 Garching b. München
+49 89 289 12761
Fax: +49 89 289 12737

Members of the Research Group

Professor

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Photo von Prof. Dr. Martin Stutzmann. Prof. Dr. Martin Stutzmann WSI: S207 +49 89 289-12760 E-Mail

Office

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Photo von Joana Maria Meyer Homem de Figueiredo. Joana Maria Meyer Homem de Figueiredo +49 89 289-11561 E-Mail

Scientists

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Photo von Apl. Prof. Prof. Dr. rer. nat. habil. Martin Brandt. Prof. Dr. Martin Brandt WSI: S301 +49 89 289-12758 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Reka Csiki E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Felix Eckmann +49 89 289-11398 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Martin Hetzl E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Theresa Hoffmann +49 89 289-11528 E-Mail
kein Photo vorhanden B.Sc. Tianhao Jiang E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Max Kraut +49 89 289-11356 E-Mail
kein Photo vorhanden Robert Kretschmer E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Viktoria Kunzelmann +49 89 289-11369 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Florian Pantle +49 89 289-11315 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Hannah Schamoni +49 89 289-11479 E-Mail
kein Photo vorhanden Dipl.-Phys. Patrick Simon WSI: S109 +49 89 289-11330 E-Mail
kein Photo vorhanden Dipl.-Phys. Saskia Weiszer +49 89 289-11402 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Markus Wiesinger +49 89 289-11446 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Andreas Zeidler +49 89 289-11526 E-Mail

Students

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kein Photo vorhanden Maximilian Christis E-Mail

Other Staff

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kein Photo vorhanden Michael Fischer +49 89 289-12783 E-Mail
Photo von PD  Ph.D. Jose Antonio Garrido Ariza. PD Ph.D. Jose Antonio Garrido Ariza E-Mail
Photo von Bernhard Kratzer. Bernhard Kratzer +49 89 289-12765 E-Mail
Photo von Dipl.-Geogr. Dipl.-Ing. (FH) (Univ.) Sonja Matich. Dipl.-Geogr. Sonja Matich 089 289-11569 E-Mail
Photo von Claudia Paulus. Claudia Paulus +49 89 289-11573 E-Mail
Photo von Nick Schröder. Nick Schröder +49 89 289-12738 E-Mail
kein Photo vorhanden M.Sc. Elise Sirotti +49 89 289-11448 E-Mail
Marius Straßner Marius Straßner E-Mail
kein Photo vorhanden B.Sc. Jonathan Zerhoch E-Mail

Teaching

Course with Participations of Group Members

Titel und Modulzuordnung
ArtSWSDozent(en)Termine
Experimentalphysik 2 (MSE)
Zuordnung zu Modulen:
VO 3 Stutzmann, M. Di, 12:00–14:00, PH HS1
Mo, 12:15–13:15, PH HS1
Physik und Chemie funktionaler Grenzflächen
Zuordnung zu Modulen:
VO 2 Allegretti, F. Cattani-Scholz, A. Fr, 11:00–12:30, ZNN 1.003
Mo, 11:00–12:30, ZNN 1.003
Semiconductor Quantum Electronics
Zuordnung zu Modulen:
VO 2 Brandt, M. Do, 14:00–16:00, ZNN 0.001
Aktuelle Fragen der Magneto- und Spintronik
Zuordnung zu Modulen:
HS 2 Brandt, M. Hübl, H.
Mitwirkende: Althammer, M.Geprägs, S.Opel, M.Weiler, M.
Mi, 11:30–13:00, WSI S101
Aktuelle Probleme der Halbleiterphysik
Zuordnung zu Modulen:
HS 2 Stutzmann, M. Fr, 10:30–12:30, WSI S101
Übung zu Experimentalphysik 2 (MSE)
Zuordnung zu Modulen:
UE 1 Eckmann, F.
Leitung/Koordination: Stutzmann, M.
Termine in Gruppen
Experimentelle Methoden der Festkörperspektroskopie
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Brandt, M.
FOPRA-Versuch 06: Mikrowellen- und Detektionstechnik der Elektronenspinresonanz
Zuordnung zu Modulen:
PR 1 Brandt, M.
FOPRA-Versuch 08: Hochauflösende Röntgenbeugung
Zuordnung zu Modulen:
PR 1 Stutzmann, M.
Mitwirkende: Hoffmann, T.
FOPRA-Versuch 50: Photovoltaik
Zuordnung zu Modulen:
PR 1 Stutzmann, M.
Mitwirkende: Eckmann, F.
FOPRA-Versuch 84: Herstellung und Eigenschaften selbstorganisierter Monolagen
Zuordnung zu Modulen:
PR 1 Stutzmann, M.
Literatur-Seminar zu Festkörperphysik
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Stutzmann, M. Mi, 13:00–14:30, WSI S101
Mentoren informieren zur Schwerpunktwahl im Bachelorstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie [KM] / Applied an Engineering Physics [AEP])
Zuordnung zu Modulen:
OV 0.1 Brandt, M. Holleitner, A.
Sprechstunde zur Experimentalphysik für MSE
Zuordnung zu Modulen:
RE 2 Stutzmann, M. Di, 14:00–15:00, WSI S207
Vorbesprechung zum Fortgeschrittenen-Praktikum (F-Praktikum)
Zuordnung zu Modulen:
PR 0.1 Schönert, S. Stutzmann, M.
Mitwirkende: Hauptner, A.

Offers for Theses in the Group

Defekte für die Photokatalyse

Chemische Prozesse an Oberflächen wollen verstanden werden. Wir verwenden modernste Methoden der magnetischen Resonanz, um solche Elementarprozesse zu beobachten, bei denen Spins eine Rolle spielen. Untersuchungsobjekte sind hochaktuelle oxidische Materialien für die Photokatalyse, die wir mit Hilfe von elektrisch und optisch detektierter magnetischer Resonanz studieren werden. Sie erlernen die Herstellung und Charaktersisierung dieser Materialien, das Arbeiten mit Kryostaten und Lasern, sowie die Grundlagen und Anwendungen der Elektronenspinresonanz.    

suitable as
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
Supervisor: Martin Brandt
Development of Novel Oxynitride Semiconductors for Artificial Photosynthesis
Rapidly rising atmospheric CO2 levels urge the development of new technologies for renewable generation and efficient storage of energy. The application of well-established growth techniques like molecular beam epitaxy (MBE) to novel materials allows the tailoring of optical, electronical and structural properties towards the application as photoelectrochemical water splitting devices. The focus of this work lies on the investigation of the electrical and photo-electrical characteristics of Ga-Zn-O-N (GZNO), which are a crucial bottleneck for high solar-to-hydrogen conversion efficiencies. To date, the electronic transport mechanism in GZNO is unknown. By applying experimental methods like cryogenic photocurrent spectroscopy, Hall and Seebeck effect characterisation or photoelectrochemistry, we aim to gain insight into the movement of the charge carriers within the bulk and between semiconductor surface and electrolytes. Techniques you will be trained in: • Micro-structural characterization by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) • Electrical characterization by photocurrent spectroscopy, Hall and Seebeck effect • Optical characterization by photoluminescence and Raman spectroscopy • (Photo-)electrochemistry • Participation in sample fabrication, e.g., growth by MBE, lithography and clean room work • Improvement and possible development of scientific setups according to specific requirements Conditions and requirements: • Possible start date: From January-April 2020; Duration: one year, full-time • Focus on condensed matter physics, applied and engineering physics or related fields • Prior experience with semiconductor physics preferred, but not mandatory • Completion of all exams necessary for master’s degree • Ability to work goal-orientated and focused on a complex topic and to integrate into our team For further information, please contact Max.Kraut@wsi.tum.de. To apply, please submit your transcript of records.
suitable as
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
Supervisor: Martin Stutzmann
Donatoren in Silizium
Donatoren in Halbleitern haben Sie in Ihrer Festkörper- oder Halbleiterphysik-Vorlesung umfassend besprochen. Dennoch gibt es hier noch viele Eigenschaften, die unerforscht sind. In dieser Masterarbeit geht es um den Kernspin der schwereren Donatoren in Silizium und ihre Wechselwirkung mit mechanischen Verzerrungen. Wir wollen den sog. Kern-g-Faktor bestimmen und auswerten, wie groß die Quadrupolwechselwirkung ist. Dazu verwenden wir ausgefuchste gepulste magnetische Resonanzverfahren. Sie lernen mit den neuesten Lasern umzugehen, Experimente bei Flüssig-Helium durchzuführen und Radio- und Mikrowellen zu erzeugen und zu schalten. Und nebenbei bestimmen Sie Neues in dem wohl bestverstanden Material der Welt.
suitable as
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
Supervisor: Martin Brandt
Qubits in Diamant elektrisch auslesen
Farbzentren in Diamant eignen sich hervoragend zum Messen kleinster magnetischer Felder und als Quantenbits. Eine Herausvorderung stellt noch der einfache Nachweis des Spinzustandes dieser Zentren dar. In Fortführung einer zur Zeit laufenden Masterarbeit soll die Dynamik des Auslesens über den Photostrom unter Verwendung unterschiedlicher Laser untersucht und die Empfindlichkeit der Methode hin zum Nachweis einzelner Zentren weiterentwickelt werden. Sie erlernen dabei Optik, das Arbeiten mit Mikrowellen, magnetische Resonanz und die Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung.
suitable as
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
Supervisor: Martin Brandt
Spinabhängige Prozesse in der Elektrochemie

In vielen wichtigen elektrochemischen Prozessen (wie zB der Reduktion von CO2) vermutet man Prozesse, bei denen zwei Radikale beteiligt sind. Interessanterweise wurden diese chemischen Elementarprozesse noch nicht beobachtet. In dieser Arbeit soll eine elektrochemische Zelle in ein klassisches Spinresonanz-Spektrometer integriert werden und dann die Signatur solcher Biradikale im Stromtransport beobachtet werden. Sie werden in dieser Masterarbeit hochempfindliche Methoden der magnetischen Resonanz sowie die wichtigsten Askepte der Elektrochemie kennenlernen und an einem Thema an der vordersten Front der Physik und Chemie des Klimawandels forschen.   

suitable as
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
Supervisor: Martin Brandt

Current and Finished Theses in the Group

Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Martin Brandt
NV centers in diamond photoconductors
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie)
Themensteller(in): Martin Brandt
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