Masterarbeit: Temperaturbehandlungen an synthetischen Diamant zur Verbesserung der Spineigenschaften

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 800 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,0 Milliarden Euro.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen weltweit auf den Gebieten der III/V-Halbleiter und des Diamanten. Wir erforschen und entwickeln gemeinsam mit unseren Partnern aus Industrie und Wissenschaft elektronische und optoelektronische Bauelemente und Systeme. Dabei stehen Forschung und Entwicklung für Anwendungen in den Bereichen Sicherheit, Gesundheit, Energie und Kommunikation im Vordergrund.

Diamant ist nicht nur als Schmuckstein, sondern auch für seine außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften bekannt. So haben die farbgebenden Defekte im Diamanten gleichzeitig auch interessante quantenmechanische Eigenschaften. Das Stickstoff-Vakanzzentrum (NV-Zentrum) ist eines dieser zahlreichen Punktdefekte in Diamanten. Es ist besonders attraktiv, da mittels seiner Photolumineszenz selbst bei Raumtemperatur sein Spin-Zustand ausgelesen werden kann. Unter Nutzung dieses Mechanismus sollen am IAF Diamantstrukturen mit NV-Zentren entwickelt werden, die für Anwendungen im Quantencomputing, in der Quantenkryptographie und in zahlreichen Varianten der Quantensensorik eingesetzt werden können. Am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik werden dazu einkristalline Diamanten in mikrowellengestützten Plasma-CVD-Reaktoren gewachsen, wobei die NV-Zentren durch Stickstoff-Dotierung erzeugt werden. Dabei entstehen jedoch nicht nur NV-Zentren, sondern auch weitere Defekte, die die Spineigenschaften negativ beeinflussen. Durch Hochtemperatur-Schritte kann die Anzahl der Defekte entweder durch Umwandlung minimiert oder ihr negativer Einfluss auf die Spineigenschaften der NV-Zentren reduziert werden.

Was Du bei uns tust

Im Rahmen einer Masterarbeit sollen dafür Prozesse zur Hoch-Temperatur-Behandlung von synthetischen Diamanten untersucht und optimiert werden. Im Zusammenspiel mit der Diamantepitaxie und der Technologie werden so Diamantschichten sowie funktionale Diamantstrukturen hergestellt und charakterisiert.

Deine Aufgabenschwerpunkte sind:

Du bist verantwortlich für die Durchführung von Ausheilprozessen bei unterschiedlichen Temperaturen (800°C – 2000°C) unter niedrigen Umgebungsdrücken.
Du führst eine Grundlegende Charakterisierung der Diamanten vor und nach der Prozessierung durch.
Du hilfst bei der Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter (insbesondere Temperatur, Dauer, Druck, Umgebungsgas) auf die Verteilung und die quantenmechanischen Eigenschaften der Defekte im Diamant.

Was Du mitbringst

Du befindest dich aktuell im Masterstudiengang in Physik, Materialwissenschaften, Maschinenbau oder einer vergleichbaren Fachrichtung.
Grundkenntnisse in Werkstoffwissenschaften oder Halbleitertechnologie sind wünschenswert.
Du besitzt gute Sprachkenntnisse in Deutsch oder Englisch.
Du hast Freude an experimenteller Arbeit.
Teamfähigkeit, Offenheit und Motivation zu eigenständiger, zielgerichteter Arbeit zeichnen Dich aus.

Was Du erwarten kannst

Eine offene und teamorientierte Arbeitskultur, die Dir die Möglichkeit bietet, eigene Ideen einzubringen
Mitarbeit an aktuellen Projekten mit klaren Zielvorgaben
Moderne Laborausstattung in neuem Laborgebäude
Forschung auf hohem internationalem Level an vorderster Front der InGaAs/InP-SPAD-Technologie
Attraktives Thema mit Aussicht auf Publikation
Raum für eigenverantwortliches Arbeiten und kreatives Mitgestalten
Unterstützung durch Expert*innen aus den Bereichen der Detektorcharakterisierung und Prozesstechnologie
Vielfältige und spannende Aufgaben im Umfeld einer international renommierten Forschungseinrichtung

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

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Fragen zu dieser Ausschreibung beantwortet Dir gerne:
Kathrin Escher
recruiting@iaf.fraunhofer.de

Fraunhofer IAF
Personalabteilung
Tullastraße 72
79108 Freiburg

Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF

www.iaf.fraunhofer.de

Kennziffer: 70615 Bewerbungsfrist:

Stellensegment: Plasma, Science

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