Clusterphysik
AG Ganteför

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Diplom-/Masterarbeiten

Nano in Konstanz

Wir suchen eine/n MasterstudentIn, der/die an einem neuen Projekt in Bereich Clusterphysik mitarbeiten will. Das Ziel ist Nanopartikel und Cluster mit Synchrotonstrahlung zu untersuchen, etwas, was bisher praktisch nicht möglich ist. Diese Strahlung hat den Vorteil, dass die Photonen mehr Energie haben und damit mehr vom Valenzband untersucht werden kann als es mit herkömmlichen Lichtquellen für Labor (Laser) möglich ist.

 

Kontakt:
Gerd Ganteför
Thomas Schramm

 

Femto & Nano - Femtosekundenspektroskopie und Nanokatalyse

Cluster sind Ansammlungen von Atomen, sie sind also nicht mehr Atom und noch nicht Festkörper. Nanopartikel in diesem Größenbereich zeigen deshalb Eigenschaften, die sich mit jedem zusätzlichen Atom dramatisch ändern und so neue Physik offenbaren: Silizium-Cluster werden beispielsweise metallisch bei einer bestimmten Größe, während Kupfer-Cluster halbleitend werden. Außerdem laufen in diesem Regime andere chemische Prozesse ab als in der Makrowelt: Gold als Festkörper ist unreaktiv, wohingegen Goldcluster je nach Größe beispielsweise als Katalysator für die Oxidation von CO zu CO2 wirken können. Die genauen Ursachen dieser Nanokatalyse sind bisher noch weitgehend ungeklärt. Im Rahmen einer Diplomarbeit können nun folgende Fragestellungen erforscht werden:

  • Wie funktioniert die Chemie hinter der Katalyse?
  • Welche Zwischenzustände gibt es zwischen den Reaktionspartnern?
  • Was passiert auf der Reaktionszeitskala z.B. mit CO und O2?

Diese Fragen können mit Hilfe von zeitaufgelöster Photoelektronespektroskopie an massenseparierten Clustern in Echtzeit erforscht werden. Dabei werden die Cluster zuerst massensepariert, um die Eigenschaften atomgenau untersuchen zu können und schließlich durch einen Femtosekundenlaser mit ultrakurzen Laserpulsen spektroskopiert. Details zur Technik finden sich auf unserer fs-PES Seite . Bei diesem Experiment lernst du sowohl Methoden der angewandten Optik & Photonik wie auch der Nanophysik kennen.

Kontakt:

Gerd Ganteför
Julian Heinzelmann