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Studien-/ Abschlussarbeit

Messungen der Ladung der mikrometergroßen Mikropartikeln

Beginn

1. Februar 2023

Dauer

1 Jahr

Vergütung

bis Entgeltgruppe 5 TVöD

Beschäftigungsgrad

Teilzeit

Die Aufladung mikrometergroßer Partikel (Mikropartikel) durch den triboelektrischen Effekt oder durch die Ansammlung von Elektronen und Ionen aus dem ionisierten Medium gehören zu den wichtigen Prozessen in vielen natürlichen und industriellen Systemen.

Messungen der Ladung der mikrometergroßen Mikropartikeln erfolgt traditionell durch dynamische Methoden, die allerdings in der zeitlichen und räumlichen Auflösung limitiert sind und benötigen oft schwer verifizierbare Annahmen. Optische Messungen der Ladung könnten diese Probleme im Prinzip lösen und zuverlässigere, zeit- und raumaufgelöste Werte der Ladung liefern. Die Entwicklung optischer Methoden könnte wichtige Beiträge zur z.B. Forschung des Verhaltens des Staubs auf der Mondoberfläche oder zur Verbesserung moderner EUV Lithographie leisten.

Eine der möglichen Ansätze in der optischen Messung der Ladung ist die Nutzung der Fluoreszenz der auf die Oberfläche der Mikropartikeln aufgetragenen Quantendots. Die Fluoreszenz der Quantendots unterliegt dem sogenannten quantenbeschränkten Starkeffekt: In einem externen elektrischen Feld, erfährt das Floureszenzspektrum eine dem Quadrat des elektrischen Feldes proportionale Rotverschiebung.

Ziel dieser Masterarbeit wäre das chemische Verfahren zur Synthese der Quantendot-beschichteten Mikropartikel aus kommerziell verfügbaren Quantendots und Mikropartikeln zu entwickeln. Die gewonnene beschichtete Mikropartikel sollen in Pulverform fluoreszenzspektroskopisch sowie anhand Transmissionselektronenmikroskopie charakterisiert werden. Umweltstabilität der Mikropartikeln muss geprüft werden. Zum Schluss müssen die Mikropartikeln in einem Plasma getestet werden.

Diese Arbeit ist ein Teil bestehender Zusammenarbeit zwischen dem DLR Institut für Materialphysik im Weltraum in Köln, Deutschland, und der Technischen Universität Eindhoven, Niederlande. Synthese und Charakterisierung der Mikropartikeln werden in Köln durchgeführt, die Plasmatests in Eindhoven.

Ihre Qualifikation:

  • Studium: Chemie oder verwandte Studiengänge
  • Erfahrung und Kenntnisse der laborbezogenen nasschemischen Prozesse
  • sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift
  • Eigeninitiative und Freude am selbstständigen Arbeiten
  • Erfahrung mit optischer Spektroskopie ist von Vorteil

Ihr Start:

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Fachliche/r Ansprechpartner/in

Dr. Mikhail Pustylnik
Institut für Materialphysik im Weltraum

Tel.: +49 8153 28-1216

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