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Bachelor und Master Arbeiten:
Doktorand/innen und Postdoc Stellen:
Doktorandenstelle (w/m/d) TV-L 13, 75%: Magnetische MXenes
(Kontakt Prof. Dr. U. Wiedwald)
Das Thema der Forschungstätigkeit liegt im spannenden und stark expandierenden Forschungsfeld der 2D Materialien. MXene sind ein- oder mehrschichtige 2D Übergangsmetallcarbide und haben aufgrund ihrer außergewöhnlichen physikalischen und strukturellen Eigenschaften ein großes Potenzial für Anwendungen. Die schwachen van-der-Waals-Kräfte zwischen den Schichten können dabei auch genutzt werden, um Metalle oder Metallionen zwischen diese Schichten zu interkalieren. Daher sind sie unter anderem zur Energiespeicherung, als Superkondensatoren, oder für die Gassensorik von besonderem Interesse. Werden magnetische Materialien interkaliert, so entsteht ein neuer, atomar geschichteter Magnet, der auf konventionelle Weise nicht herstellbar ist.
Das Ziel des Projekts ist die Präparation von magnetischen MXenen durch Interkalation von Eisen im Ultrahochvakuum. Das Wechselspiel Fe/MXene ändert dabei die Zustandsdichte des Metalls so drastisch, dass ein ferromagnetisches 2D Material entsteht. Dieses Verhalten soll grundlegend durch Untersuchung von Nanostruktur, chemischer Zusammensetzung und Magnetismus verstanden werden. Es werden neben der Herstellung und Prozessierung auch strukturelle und chemische Analysen mittels hochauflösender Röntgen- und elektronenspektroskopischer Verfahren sowie Methoden der magnetischen Analyse mittels Röntgenzirkulardichroismus und Magnetometrie erlernt und angewendet.
Die Stellenausschreibung ist hier veröffentlicht: https://www.uni-due.de/karriere/stelle.php?kennziffer=892-23
Ph.D. thesis or B.Sc./M.Sc.: Magnetismus von Hochentropielegierungen / Magnetism of High Entropy Alloys
(contact Prof. Dr. M. Farle)
The Ph.D. thesis has the goal to identifiy , produce and optimize magnetic high entropy alloy (magHEA) particles using high energy ball milling (HEBM). The picture shows the chemical elemental map of a HEA (CoCrFeNiGa). Such alloys have very interesting secondary functionalities and are discussed for future applications in magnetic refrigeration and transformers or sensors.
M.Sc. Thesis Physics/Nanoengineering
(contact Prof. Dr. U. Wiedwald)
Two-dimensional (2D) transition metal carbides or nitrides – so called MXenes – have been recently discovered and have already shown a fascinating variety of electronic, optical, and mechanical properties. In the proposed thesis, you will synthesize 2D MXenes of various chemical composition using selective chemical etching to introduce magnetic properties to 2D structures. The produced 2D materials will be structurally and magnetically characterized (XRD, AFM, SEM, TEM, FMR, magnetometry) at the University of Duisburg-Essen and within national and international collaborations.
BA/MA Thesis offer: Detection of Inertia effects (nutation) in spin dynamics
(contact Dr. A. Semisalova)
Inertia effects lead to a wobbling of the axis of the earth -in other words nutation . Similar Inertia effects have been predicted and recently observed in spin dynamics [1,2] . In this thesis you have the chance to contribute to the experimental investigations to observe this effect by microwave spectroscopy /THz spectroscopy in magnetic nanoscale structures.
[1] Neeraj, K., N. Awari, et al, Inertial spin dynamics in ferromagnets. Nature Physics 17(2) (2021) 245.
[2] Cherkasskii,, M, et al. , Nutation resonance in ferromagnets. Physical Review B 102(18) (2020) 184432.
BA/MA Thesis offer: Magnetization dynamics in laterally patterned magnetic landscapes
(contact Dr. A. Semisalova)
Objective: Spin Pumping effects in laterally structured ferro- / paramagnetic lateral architectures
Spin pumping or transfer of angular momentum transfer from ferromagnetic into dia/paramagnetic films has been a “hot” topic in modern spintronics for the last couple of years. In this thesis you will participate in the investigation of novel structures by means of microwave spectroscopy, magnetometry and atomic/magnetic force microscopy.
Collaboration with HZDR (Dresden), IMMM (Le Mans, France)
BA/MA Thesis offer: Magnetism and Spin Dynamics in 2D materials
(contact Dr. A. Semisalova, Dr. U. Wiedwald)
Novel room temperature 2D materials have been theoretically predicted, and first experimental evidence for their existence has been obtained. In this thesis you will investigate 2D materials - so called “MXene materials” with microwave spectroscopy, magnetometry, and atomic/magnetic force microscopy.
Pazniak, H., et al,. ACS Nano (2021).
In an alternative approach 2D films will be grown and characterized in UHV.
Bhagat, B., et al AIP Advances 10(7) (2020) 075219.
Contact: Dr. Anna Semisalova, Dr. Hanna Pazniak, Dr. Ulf Wiedwald