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    Experimentelle Physik II

    Bachelor/Master Projects

    We are offering Bachelor and Master projects covering all topcis of our research in the framework of scanning tunneling micrsocopy and spectroscopy. The projects are always connected to and/or embedded in on-going activities and are supervised by one of our PhD students or PostDocs.

    More information about Bachelor and Master projects can also be found on the corresponding black board in the physics institute.

    Bachelor Projects

    If you would like to do your Bachelor thesis in our group, please contact Prof. Bode, so we can arange a small project connected to the current research in our group.

    Master Projects

    Below you can find an (incomplete) list of current master projects. If you are interested in working with us, please contact one of the persons mentioned.

    Masterarbeit 1

    Einfluss magnetsicher und unmagne­tischer Adatome auf 1D topologische Kantenzustände in Pb1-xSnxSe

    3D topologische Isolatoren weisen gewöhnlich zweidimensionale geschützte Zustände an ihrer Oberfläche auf [1]. In unserer Arbeitsgruppe wurde jedoch endeckt, dass der topologisch kirstalline Isolator
    Pb1-xSnxSe zusätzlich eindimensionale Kantenzustände entlang von bestimmten Stufenkanten zeigt [2]. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Wechselwirkung dieser Kantenzustände mit magnetischen und unmagne­tischen Adatomen untersucht werden.

    [1] T. Hsieh et al., Nat. Commun. 3, 982 (2012)
    [2] P. Sessi et al., Science 354, 1269-1273 (2016)

    Aufgaben

    • In situ Deposition verschiedener magnetischer und unmagnetischer Elemente
    • Tunnelspektroskopie der Kantenzustände

    Ansprechpartner

    • Prof. Matthias Bode; Raum F 161;
      bode@physik.uni-wuerzburg.de
    • Dr. Artem Odobesko; Raum F 176a; artem.odobesko@physik.uni-wuerzburg.de
    • Johannes Jung; Raum F 163; johannes.jung@physik.uni-wuerzburg.de

     

    Masterarbeit 2

    Untersuchung der elektronischen Eigenschaften ultradünner Bi-Filme auf supraleitendem Nb(110)

    Starke Spin-Bahn-Kopplung, wie sie bei schweren Ele­men­­ten auftritt, hat in der Vergangenheit unter anderem zur experimentellen Realisierung von topologischen Isolatoren geführt. Heute verspricht die Kombination dieser Materialien mit Supraleitern die Entdeckung einer neuen Materialart, den sogenannten topologischen Supra­leitern. Die dort auftretenden geschützten Rand­zu­­ständen besitzen die Eigenschaften von Majorana-Fermionen, welche in Zukunft für die Realisierung neuartiger Qubits genutzt werden könnten. In unserer Arbeitsgruppe haben wir Filme des schweren Elements Bismut auf der Oberfläche des konventio­nellen Supraleiters Niob [1] gewachsen. Die elektronischen Eigenschaften dieser Filme gilt es nun zu untersuchen.

    [1] A. Odobesko et al., PRB 99, 115437 (2019)

    Aufgaben

    • Wachstum dünner Bi-Film auf Nb(110)
    • Spektroskopische Untersuchung der elektronischen Eigenschaften der Filme

    Ansprechpartner

    • Prof. Matthias Bode; Raum F 161;
      bode@physik.uni-wuerzburg.de
    • Robin Boshuis; Raum F 177; robin.boshuis@physik.uni-wuerzburg.de

     

    Masterarbeit 3

    Planung, Aufbau und ­Erstanwendung eines Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskops

    Die Rastertunnelmikroskopie eröffnet Einblicke in die Struktur und elektronische Eigenschaften von Oberflächen auf atomarer Ebene. Einige physikalische Phänomene treten jedoch erst bei sehr tiefen Temperaturen auf und Moleküle oder Einzelatome bleiben nur bei diesen Temperaturen stabil auf einem Adsorptionsplatz. Daher möchten wir in einem bestehendem UHV-System mit Raumtemperatur-STM ein zusätzliches Tieftemperatur-STM integrieren. Wir bauen unsere Mikroskope selbst und haben daher bereits umfangreiche Erfahrung solche Systeme aufzubauen.

    [1] O. Pietzsch, A. Kubetzka, M. Bode, et al., Rev. Sci. Instr. 71, 424 (2000)

    Aufgaben

    • Design des Mikroskops und einer UHV-Kammer mittels CAD-Software
    • Zusammenbau der Komponenten
    • Test unter Umgebungs- und Vakuumbedingungen sowie bei tiefen Temperaturen

    Ansprechpartner

    • Prof. Matthias Bode; Raum F 161;
      bode@physik.uni-wuerzburg.de
    • Markus Leisegang; Raum F 178; markus.leisegang@physik.uni-wuerzburg.de

    Masterarbeit 4

    Untersuchung lokalisierter Zustände in magnetischen Adatomen auf Nb(110)

    Die Wechselwirkung zwischen magnetischen Atomen und einem supraleitendem Substrat führt zu einer Reihe interessanter physikalischer Effekte. Unter anderem erzeugen die Spins der Adatome ein paarbrechendes Potential für die Cooper-Paare im Supraleiter, welches die sogenannten Yu-Shiba-Rusinov Zustände hervorruft. Koppelt man nun mehrere Adatome in Clustern oder Ketten, können die Zustände der einzelnen Atome miteinander wechselwirken und unter den richtigen Bedingungen zur Bildung eines topologischen Supra­leiters führen. Nachdem wir in unserer Arbeits­gruppe Experimente an einzelnen Eisenatome auf der (110)-Oberfläche des elementaren Supraleiters Niob durch­geführt haben [1], möchten wir nun größere Eisen­cluster sowie weitere magnetische Adatome auf diesem Substrat untersuchen.

    [1] A. Odobesko et al., PRB 102, 174504 (2020)

    Aufgaben

    • Spektroskopie der elektronischen Zustände verschiedener magnetischer Adatome auf Nb(110)
    • Herstellung atomarer Ketten mittels atomarer Manipulation und deren Untersuchung hinsichtlich topologischer Phänomene

    Ansprechpartner

    • Prof. Matthias Bode; Raum F 161;
      bode@physik.uni-wuerzburg.de
    • Dr. Artem Odobesko; Raum F 176a; artem.odobesko@physik.uni-wuerzburg.de
    • Felix Friedrich; Raum F 177; felix.friedrich@physik.uni-wuerzburg.de

    Masterarbeit 5

    Wachstum und Charakterisierung dünner Filme topologischer Isolatoren auf Nb(110)

    Majorana-Fermionen sind Teilchen welche ihre eigenen Antiteilchen sind und treten in der Festkörperphysik am Rand oder auf der Oberfläche von topologischen Supraleitern auf. Da bislang keine natürlich vorkom­menden topologischen Supraleiter bekannt sind, ist die Herstellung solcher Materialien oder Materialsysteme  ein hochaktuelles Forschungsgebiet der Physik um in Zukunft fehlertolerantere Qubits auf Basis dieser Majorana-Fermionen zu bauen. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Realisierung topologischer Supraleiter ist das Wachstum von Filmen topologischer Isolatoren auf einem gewöhnlichen Supraleiter [1]. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Filme zu wachsen und mittels Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie zu untersuchen.

    [1] L. Fu und C. L. Kane, PRL 100, 096407 (2008)

    Aufgaben

    • Charaktersierung des Filmwachstums topologischer Isolatoren auf Nb(110)
    • Untersuchung der elektronischen Eigenschaften der gewachsenen Filme

    Ansprechpartner

    • Prof. Matthias Bode; Raum F 161;
      bode@physik.uni-wuerzburg.de
    • Dr. Artem Odobesko; Raum F 176a; artem.odobesko@physik.uni-wuerzburg.de
    • Felix Friedrich; Raum F 177; felix.friedrich@physik.uni-wuerzburg.de