Themenvorschläge für
Bachelor- und Masterarbeiten

Letzte Aktualisierung: 27. Oktober 2009

Die folgenden Tabellen geben Themenvorschläge für Bachelor- und Masterarbeiten, sortiert nach den verschiedenen Forschungsgruppen unseres Instituts.

"Typ" kann sein Bachelor (Ba), Master (Ma) oder Dissertation (PhD). Manche der Themen eignen sich für mehrere Typen von Arbeiten. Einige der Arbeiten können auf Wunsch nach dem Bachelor als Masterarbeit oder sogar als Dissertation fortgesetzt werden.

Durch Anklicken des "Thema" gelangen Sie, falls vorhanden, zu einer detaillierteren Beschreibung der jeweiligen Arbeit.

Arbeiten mit Status "offen" können jederzeit angefangen werden. Status "in Arbeit" bedeutet, dass bereits jemand an diesem Thema arbeitet, eventuell kommt aber eine Mitarbeit in Frage. Status "abgeschlossen" bedeutet, dass allenfalls eine Fortsetzungsarbeit in Frage kommt.

Es sind auch direkte Vorschläge von Studierenden für solche Arbeiten willkommen! Wenden Sie sich dann bitte mit Ihrer Idee direkt an Ihren Lieblingsprofessor / Ihre Lieblingsprofessorin.

Arbeiten in der Gruppe Amsler

Typ	Thema	Betreuer	Status
Ba, Ma	Commissioning of the CMS pixel detector	Vincenzo Chiochia	offen
Ma	Identifikation von B-Hadronen am CMS	Alexander Schmidt	offen
Ba, Ma	Szintillationslicht aus Flüssigargon	Christian Regenfus	offen
Ba, Ma	Streuung niederenergetischer Neutronen in Argon	P Otyugova	offen

Arbeiten in der Gruppe Baudis

Die Themenvorschläge dieser Gruppe sind in einer separaten Webseite aufgelistet.

Arbeiten in der Gruppe Fink

Die Themenvorschläge dieser Gruppe sind in einer separaten Webseite aufgelistet.

Arbeiten in der Gruppe Keller

Momentan hat diese Gruppe keine Vorschläge.

Arbeiten in der Gruppe Osterwalder

Typ	Thema	Betreuer	Status
Ba	Computersteuerung eines zweidimensionalen Elektronendetektors	Matthias Hengsberger	in Arbeit
Ba	Charakterisierung eines optisch-parametrischen Verstärkers zu einem Femtosekunden-Lasersystem	Matthias Hengsberger	abgeschlossen
Ba, Ma	Enantioselektivität von Goldoberflächen	Thomas Greber	offen
Ba	Dotieren des Nanomesh	Thomas Greber	offen
Ma	Adsorbtion von Molekülen auf das Nanomesh in Flüssigkeiten	Thomas Greber	offen
Ba	Suche nach neuen Nanostrukturen in Bornitridfilmen: Ir(001)	Thomas Greber	offen
Ma	Fluoreszenz von Moleküllagen	Thomas Greber	in Arbeit
Ba	Inversion of coherent diffraction patterns - lensless imaging	Bruce Patterson, Franz Pfeiffer	offen
Ma	Entwurf und Nutzung einer Magnetisierungseinrichtung für Nanostrukturen	Hugo Dil	offen
Ba, Ma	Size-dependent properties of single magnetic nanoparticles	Arantxa Fraile Rodriguez	offen

Arbeiten in der Gruppe Schilling

Typ	Thema	Betreuer	Status
Ba	Ausmessen von Chip Kalorimetern für spezifische Wärme und thermische Leitfähigkeit sehr kleiner Proben	nach Vereinbarung	offen
Ba	Supraleitende Filme und Nanostrukturen zum Einsatz als Einphotonen-Zähler	Andreas Engel	in Arbeit
Ma	Aufbau eines ³He-Kryostaten zur Charakterisierung supraleitender, extrem schneller Einphotonen-Zähler	Andreas Engel	offen

Arbeiten in der Gruppe Straumann

Typ	Thema	Betreuer	Status
Ba/Ma/ PhD	π -> e ν Experiment am PSI	Andries v.d.Schaaf	offen
Ba	H1 Experiment am DESY: Datenanalyse von Photonen bei grossen transversalen Energien	Katharina Müller	abgeschlossen
Ba/Ma/ PhD	H1 Experiment am DESY: Datenanalyse von Photonen in "charged current" Ereignissen	Katharina Müller	offen
Ba/Ma	LHCb Experiment am CERN: Inbetriebnahme des TT Detektors	Olaf Steinkamp	offen
Ba	CTA Experiment: Positionssensoren fuer aktive Spiegelsteuerung	Achim Vollhardt	offen
Ba	CTA Experiment: drahtloses Kurzstreckennetzwerk fuer aktive Spiegelsteuerung	Achim Vollhardt	abgeschlossen
Ma	CTA Experiment: Prototyp einer aktiven Spiegelsteuerung	Achim Vollhardt	in Arbeit
Ma	CTA Experiment: schnelle Online-Analyse von Sensorsignalen	Achim Vollhardt	abgeschlossen
Ba	CTA Experiment: Optimierung von "Winston Cones" für Teleskopkameras	Ueli Straumann	offen
Ba	Aufbau neuer VP-Versuch: Untersuchungen an Siliziumdetektoren	Olaf Steinkamp	in Arbeit
Ba	Aufbau neuer VP-Versuch: Gravitationswaage	Ueli Straumann	in Arbeit
Ba/Ma	Neutronengenerator auf dem D-D Fusionsprinzip	P.Robmann / M.Hengsberger	in Arbeit

Commissioning of the CMS pixel detector

The operation of the CMS experiment will start in summer 2008 with the commissioning of the Large Hadron Collider. The main goal of the experiment is to discover the Higgs boson and supersymmetric particles. Our group has developed and built the innermost tracking device, a silicon pixel detector. The bachelor or master student will participate in the commissioning of the pixel detector (operation, tuning, performance measurements, data quality monitoring) by analyzing the first data at LHC. The work will be carried out at CERN.

Betreuung: Vincenzo Chiochia

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Identifikation von B-Hadronen am CMS

Für die Suche nach "neuer" Physik, wie Supersymmetrie und dem Higgs Boson, sind Zerfälle von B-Hadronen von grosser Bedeutung. Der LHC Beschleuniger und das CMS Experiment am CERN werden im Jahr 2008 in Betrieb gehen und sich dieser Suche widmen. In der Masterarbeit soll ein Beitrag zur Entwicklung von Algorithmen zur B-Hadron Identifikation geleistet werden. Kenntnisse von Linux und C++ sind empfehlenswert. Die Arbeit wird am CERN ausgeführt.

Betreuung: Alexander Schmidt

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Szinillationslicht aus Flüssigargon

Zur Entwicklung eines massiven und hochempfindlichen Detektors (ArDM) zur Suche nach Elementarteilchen, die für die dunkle Materie im Universum verantwortlich sein könnten (sogen. WIMPS), wird ein effizienter Nachweis des Vakuum-UV-Szintillationslichts von Flüssigargon (128nm) benötigt. In dieser Arbeit soll der Untergrund aus Neutronen- und Elektronenwechselwirkungen im Argon untersucht werden. Die Arbeit wird am CERN ausgeführt

Betreuung: Christian Regenfus

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Streuung niederenergetischer Neutronen in Argon

Im ArDM-Experiment am CERN wird demnächst eine Neutronen"kanone" eingesetzt, die die Wechselwirkung von WIMPS mit Argonkernen simulieren soll. Die 2.5 MeV Neutronen werden mit Hilfe einer Gasentladung in Deuteriumgas erzeugt (Reaktion d d-> 3He n). In dieser Arbeit soll die Lichtausbeute aus Argon als Funktion der Rückstossenergie gemessen werden. Die Arbeit wird am CERN ausgeführt

Betreuung: P.Otyugova

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Computersteuerung eines zweidimensionalen Elektronendetektors

Für ein neues Experiment in einer Ultrahochvakuum-Apparatur wird ein Elektronendetektor benötigt, welcher neben der Zählrate der auftreffenden Elektronen auch deren Position auf dem Detektor ausgibt. Mittels dieses, schon vorhandenen Detektors soll die Emissionscharakteristik von Elektronen aus sehr scharfen Metallspitzen mittels Feldemission untersucht werden. Innerhalb dieser Bachelorarbeit soll nun die Steuerung des Detektors sowie das Auslesen der Informationen durch einen Computer realisiert werden. Die notwendige Elektronik sowie eine stark veraltete Computersteuerung sind schon vorhanden. Ziel wäre es, Bilder von Elektronenverteilungen auszulesen und auch über längere Zeiträume integrieren zu können. Die Programmiersprache unter Windows 2000/XP wurde noch nicht festgelegt (VisualC++, Delphi Pascal, Labview). Im Anschluss an die Programmierarbeit soll die Emissionscharakteristik aus Wolframspitzen vermessen werden.

Betreuung: Matthias Hengsberger

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Charakterisierung eines optisch-parametrischen Verstärkers zu einem Femtosekunden-Lasersystem

Mittels moderner Laseroszillatoren ist es möglich, Lichtpulse mit Dauern im Bereich von Femtosekunden zu erzeugen und diese experimentell zur zur Bestimmung sehr kurzer Zeitskalen zu benutzen. Vielfach ist es wünschenswert, die Wellenlänge der Laserpulse kontinuierlich über einen weiten Bereich variieren zu können. In einem sogenannten optisch-parametrischen Verstärker (OPA) werden hierzu nicht-lineare optische Effekte in dielektrischen Kristallen ausgenutzt. Ein solcher OPA steht uns zur Verfügung und soll im Rahmen einer Bachelorarbeit fertig aufgebaut und charakterisiert werden. Diese Arbeit verlangt Disziplin und Ausdauer bei der Laborarbeit, vermittelt aber dafür tiefe Einblicke in die Physik und technischen Möglichkeiten moderner Laser und insbesondere der nicht-linearen Optik.

Betreuung: Matthias Hengsberger

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Enantioselektivität von Goldoberflächen

Auf chiralen Goldoberflächen können Aminosäuren verschiedener Händigkeit mit verschiedenen Bindungsgeometrien adsorbieren (Phys.Rev.Lett. 96 (2006) 056103). Aufgrund dieser Ergebnisse soll untersucht werden, ob damit auch die Separation von Enantiomeren möglich ist. Die Experimente finden an der Swiss Light Source, Villigen statt.

Betreuung: Thomas Greber

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Dotieren des Nanomesh

Nominell ist hexagonales Bornitrid ein Isolator. Monoatomare BN Filme (Nanomesh) können auf Metalloberflächen aus Borazin-Dampf abgeschieden werden. Es soll versucht werden, Atome mit einer anderen Valenz in das BN Gitter einzubauen, um so die elektronischen Eigenschaften der BN Filme kontrolliert zu verändern.

Betreuung: Thomas Greber

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Adsorbtion von Molekülen auf das Nanomesh in Flüssigkeiten

Nanomesh (Science, 303 (2004) 217; www.nanomesh.ch), kann als Schablone zur Adsorption von Molekülen verwendet werden. Es soll gezeigt werden, ob dies auch in einem Elektrolyten möglich ist.

Betreuung: Thomas Greber

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Suche nach neuen Nanostrukturen in Bornitridfilmen: Ir(001)

Hexagonales Bornitrid kann sehr kontrolliert in Monolagendicke auf Metalloberflächen abgeschieden werden. Je nachdem welches Metall und welche Kristalloberfläche gewählt werden, stellen sich verschiedene, zum Teil erstaunliche Nanostrukturen ein (siehe www.nanomesh.ch). Die (001)-Fläche von Iridium hat eine starke Tendenz, eindimensionale Nanostrukturen auszubilden. Es soll untersucht werden, ob dies auch für Bornitridlagen auf Ir(001) gilt (Zusammenarbeit mit der Universität Erlangen).

Betreuung: Thomas Greber

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Fluoreszenz von Moleküllagen

Das Bornitrid Nanomesh ist eine hochgeordnete Nanostruktur und eignet sich als Template zur Herstellung von geordneten Moleküllagen. Das Ziel der Arbeit ist das Aufbringen von Farbstoffmolekülen und das Messen von deren optischen Eigenschaften auf dem Nanomesh. Im Speziellen sollen die Fluoreszenzeigenschaften untersucht werden.

Betreuung: Thomas Greber

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Inversion of coherent diffraction patterns - lensless imaging

If an object is illuminated with coherent x-ray or laser light, a diffraction pattern is generated which resembles the Fourier transform of the complex refractive index distribution of the object. Using novel computer phase retrieval algorithms, the object can directly be reconstructed from the measurements of the coherent diffraction pattern. This 'lensless' imaging scheme thus replaces conventional lens optics by computer algorithms and potentially leads to a significant improvement of the spatial resolution in x-ray microscopy. During this project, a coherent laser diffraction setup will be set up and used to evaluate and further develop existing computer algorithms for lensless imaging microscopy applications.

Betreuung: Bruce Patterson, Franz Pfeiffer (PSI)

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Size-dependent properties of single magnetic nanoparticles

Magnetic nanoparticles show a variety of unusual magnetic phenomena when compared to the bulk materials, mostly due to the effect of the surface and interface on the magnetic interactions and to critical magnetic length scales such as domain wall width and exchange length. The idea of this project is to investigate the size dependence of key intrinsic properties of magnetic single nanocrystals such as the magnetic anisotropy and the transition temperature, as well as the novel coupling phenomena emerging from the particle/substrate interaction. The experimental work will involve Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) observations and analysis of single nanoparticles in the size range of 5 to 25 nm as well as taking part in the sample preparation and x-ray Photo Emission Electron Microscopy (PEEM) experiments at the Swiss Light Source.

Betreuung: Arantxa Fraile Rodriguez (SLS-PSI), 056 310 4758, arantxa.fraile-rodriguez@psi.ch

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Ausmessen von Chip Kalorimetern für spezifische Wärme und thermische Leitfähigkeit sehr kleiner Proben

Wir haben eine Reihe von miniaturisierten Experimenten entworfen und in Zusammenarbeit mit dem CSEM Neuchâtel auf Si-Chips realisiert (siehe http://www.physik.unizh.ch/reports/jb/2005/section10.pdf, Kap. 10.2). Dabei wurden Experimente zur Messung der thermischen Leitfähigkeit oder der Wärmekapazität auf eine Fläche von jeweils 2.5mm x 3.4mm gebracht. Diese Messchips sollen zunächst auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden.

Betreuung: nach Vereinbarung

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Supraleitende Filme und Nanostrukturen zum Einsatz als Einphotonen-Zähler

In diesem Projekt untersuchen wir die Eigenschaften von supraleitenden Filmen, z.B. NbN, TaN, MgB₂, und aus diesen Filmen hergestellte Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikrometern bis hin zu einigen 10 Nanometern. Ziel ist die Funktionsweise von sehr schnellen Einphotonenzählern, die auf diesen Materialien basieren, besser zu verstehen und langfristig zu einer Verbesserung ihrer Eigenschaften beizutragen und ihren Einsatzbereich auszuweiten.

Betreuung: Andreas Engel

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Aufbau eines ³He-Kryostaten zur Charakterisierung supraleitender, extrem schneller Einphotonen-Zähler

In diesem Projekt arbeiten wir an der Entwicklung und Verbesserung sehr schneller, supraleitender Einphotonenzähler, welche in einem weiten Bereich wissenschaftlicher Anwendungen zum Einsatz kommen könnten. Um die Detektoren, die aus ca. 100 nm breiten supraleitenden Drähten bestehen, zu testen und zu charakterisieren, muss ein bestehender ³He-Kryostat zusammen mit der Elektronik und Optik in den Messaufbau integriert werden.

Betreuung: Andreas Engel

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Das π -> e ν Experiment am PSI

Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik ist die Kopplung der Wechselwirkungsteilchen (z.B. die W Bosonen für die schwache Wechselwirkung) an den Materie-Teilchen (Quarks und Leptonen) universal, das heisst für alle drei Familien der fundamentalen Fermionen gleich. Einer genauen Ueberprüfung dieser Universalität steht Die Mischung zwischen den Quarks, parametrisiert durch die CKM-Matrix, im Wege. Tests der Leptonenuniversalität werden zurzeit am PSI, am TRIUMF (Kanada) und am CERN durchgeführt. Es wird dabei das Verzweigungsverhältnis der Zerfälle von Pionen oder Kaonen nach Elektronen und Myonen (plus den zugehörigen Neutrinos) bestimmt. Ziel der Experimente ist, die Genauigkeit der Ueberprüfung der Leptonuniversalität um eine Grössenordnung zu verbessern. Das PSI-Experiment hat im Jahre 2007 mit den eigentlichen Messungen angefangen. Die Messapparatur wird dabei dauernd verbessert. Es besteht also die Möglichkeit sich bei Detektorbau, Datennahme und/oder Auswertung zu engagieren. Bachelor-, Master- oder sogar Doktorarbeiten sind möglich.

Weitere Informationen siehe hier.

Betreuung: Andries van der Schaaf

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Inbetriebnahme des TT Detektors beim LHCb Experiment am CERN

Mit Hilfe des LHCb-Experimentes werden am neuen LHC Beschleuniger am CERN Zerfälle von B Mesonen mit hoher Präzision vermessen werden. Unter anderem durch die Untersuchung von CP Verletzung wird eine hohe Sensitivität für indirekte Auswirkungen (Quantenloop - Korrekturen) von neuer Physik im Bereich bis 100 TeV erreicht werden. Das Experiment wird zusammen mit dem LHC-Beschleuniger im Laufe dieses Sommers/Herbst 2008 erstmals in Betrieb genommen. Ein solch aufregendes Ereignis findet im Leben eines heutigen Physikers nur selten statt. Beim erstmaligen Betrieb mit Protonkollisionen grösster Energie erzeugten Teilchen, sind zahlreiche Detektorparameter zu beobachten, zu messen und zu dokumentieren. Eine enge Zusammenarbeit mit der LHCb - Gruppe am Institut ist vorgesehen. Eine Weiterfuehrung der Arbeit als Masterarbeit ist möglich und sinnvoll.

Weitere Informationen siehe hier.

Betreuung: Olaf Steinkamp

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Positionssensoren fuer eine aktive Spiegelsteuerung beim CTA Experiment

Fuer das geplante Cherenkov Telescope Array (CTA) werden optische Teleskope mit einem Hauptspiegeldurchmesser von rund 20 m verwendet. Solche Abmessungen lassen sich kostengünstig nur durch eine Segementierung in ca. 1m2 grosse Einzelspiegel erreichen, welche individuell ausgerichtet werden muessen. Die Ausrichtung der einzelnen Spiegel soll in zwei Achsen durch Positions- bzw. Winkelsensoren bestimmt werden. Im Rahmen der Arbeit sollen verschiedene Technologien gegeneinander verglichen und nach Möglichkeit an einem Prototyp auch getestet werden. Wichtig ist hierbei die erforderliche absolute Winkelbestimmung mit einem Fehler < 1 mrad sowie die Sicherstellung der Funktion unter den gegebenen Umgebungsbedingungen.

Weitere Informationen siehe hier

Betreuung: Achim Vollhardt

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Drahtloses Kurzstreckennetzwerk fuer eine aktive Spiegelsteuerung beim CTA Experiment

Fuer das geplante Cherenkov Telescope Array werden optische Teleskope mit einem Hauptspiegeldurchmesser von rund 20 m verwendet. Solche Abmessungen lassen sich kostenguenstig nur durch eine Segementierung in ca. 1m2 grosse Einzelspiegel erreichen, welche individuell ausgerichtet werden muessen. Fuer die Kommunikation mit den benoetigten Stellmotoren soll die Moeglichkeit eines drahtlosen Kurzstreckennetzwerkes untersucht werden. Es sollen die Stelldaten von einer zentralen Steuerung zu den einigen hundert Motoren ueber eine Distanz von ca. 20-40 m uebermittelt werden. Besonderes Augenmerk muss hierbei auf die Energiebilanz und die geringen Kosten gelegt werden. Moegliche Ansaetze sind hier Bluetooth, WLAN, WiMAX, wireless USB, ZigBee, ...

Weitere Informationen siehe hier

Betreuung: Achim Vollhardt

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Aufbau eines neuen VP-Versuchs zu Untersuchungen an Siliziumsensoren

Zur Erstellung eines neuen VP Versuches soll eine bestehende Messstation ausgebaut werden, welche zur Charakterisierung der LHCb Silicon Tracker Sensoren verwendet wurde. Es werden hierbei sowohl eine manuelle Probestation als auch eine halbautomatische Station verwendet um Eigenschaften des Sensors zu bestimmen. Die gemessenen Daten sollen unter LabView visualisiert werden. Ziel der Arbeit ist der Aufbau des VP Versuches und die Erstellung einer Versuchsanleitung.

Betreuung: Olaf Steinkamp

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Aufbau eines neuen VP Versuchs: Gravitationswaage

Statt mit der bekannten Torsionswaage nach Cavendish, kann die Gravitationskonstante auch mit einer praezisen Mettlerwaage gemessen werden, indem man die Veraenderung des Gewichtes einer Masse misst, wenn eine andere grosse Masse in deren Naehe kommt. Diese Methode wurde vor einigen Jahren an unserem Institut angewendet, um zum neuesten Messwert von G beizutragen (siehe hier, page 58). Der Praktikumsversuch soll mit einem vereinfachten Aufbau, aber mit der Originalwaage von Mettler realisiert und die Genauigkeit untersucht werden.

Betreuung: Ralph Pixley / Ueli Straumann

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Neutronengenerator auf dem Fusionsprinzip

Das Institut beschafft eine neuartige Neutronenquelle, die auf dem Fusionsprinzip von zwei Deuteriumkernen beruht. Es besteht noch wenig Erfahrung mit diesen Geräten. Die Quelle dient unter anderem zur Aktivierung von Indium, das im Anfängerpraktikum benötigt wird. Es wird eine vollständige experimentelle Anordnung samt Moderator entwickelt, aufgebaut und in Betrieb genommen. Die Betriebseigenschaften der Quelle werden charakteriseirt und die Aktivierungszeit des Indiums gemessen. Der eigentliche Generator wird ca. September 2008 geliefert. Vorbereitungsarbeiten müssen schon vorher durchgeführt werden.

Betreuung: Peter Robmann, Matthias Hengsberger

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