Fizika MSc :: Diplomatéma :: Kiírás

Témavezető:
Neve:Palotás Krisztián
Tanszéke:Elméleti Fizika
E-mail címe:palotas@phy.bme.hu
Telefonszáma:463-4126

Azonosító: DM-2012-3
Diplomatéma címe: Tű modellek szerepe pásztázó alagútmikroszkóp szimulációjában
Melyik szakiránynak ajánlott? ''Alkalmazott fizikus''  ''Kutatófizikus'' 
A jelentkezővel szemben támasztott elvárások: Érdeklődés számítógépes munka, programozás iránt
Témavezető neve:
Témavezető Intézménye:
Témavezető Intézményének a címe:
Témavezető e-mail címe:
Témavezető telefonszáma:
Leírása: Bevezetés: A pásztázó alagútmikroszkóp (STM) napjaink egyik leghasznosabb eszköze a legkülönbözőbb fizikai jelenségek vizsgálatára az atomi- és nanoméret tartományban. A mágneses kutatás számára fontos spin-polarizált STM kísérleti alkalmazása terén jelentős előrelépés történt az utóbbi 5 évben. Ennek során felületi komplex mágneses struktúrák (pl. frusztrált antiferromágnesek, spin spirálok) feltérképezése vált lehetővé. Az ilyen rendszerek mágneses alapállapota meghatározható a számítógépes fizika keretein belül, pl. sűrűségfunkcionálelméleten alapú elektronszerkezet-számítás használatával. A kapott mágneses struktúrák kísérletekkel való direkt összehasonlítása az STM szimuláció segítségével valósítható meg. Az alapkutatások célja nagy sűrűségű mágneses adattároláshoz szükséges jelenségek megértése. Feladatok: Az elvégzendő munka a BME TTK, Elméleti Fizika Tanszék, Nanomágnesség kutatócsoportjában történik. A jelölt feladata az STM szimuláció módszereinek elsajátítása (Tersoff-Hamann, Bardeen, Chen módszerek, többszörös szóráselméleti leírás, Keldysh formula), illetve a csoportban nemrég kifejlesztett spin-polarizált STM kód használatának megértése. Ezen módszer legnagyobb előnye, hogy különböző elektronszerkezet-számító programcsomagokkal kombinálható. A jelenleg használt verzióban az alagútáram a tű csúcsán lévő egyetlen atomon folyik át. Tapasztalatok szerint a tű geometriai és elektronszerkezetének nagy hatása van az STM felbontóképességére, pl. a vákuumkamrában található szennyező atomok ill. molekulák ultranagy mágneses vagy geometriai kontrasztot képesek létrehozni. A jelölt feladata különböző tű geometriák tervezése és azok hatásának vizsgálata a szimulált STM képekre, valamint a szakirodalomban fellelhető kísérletekkel történő összehasonlítása. A diplomamunka célja nagy kontrasztot létrehozni képes STM tű kifejlesztése. Feladatok megoszlása: Elmélet 30%, Programozás 20%, Számítógépes szimulációk 50%. Várható eredmények: A hallgató megismerhet egy aktív kutatási területet, melyben érdemi munkát végez, és megismer egy vagy több elektronszerkezet-számító programcsomagot (SKKR, VASP, Quantum-Espresso), melyek ismerete későbbi munkájában rendkívül hasznosnak bizonyulhat. Ezenkívül fejlesztheti modellalkotási és programozási képességeit, rutint szerezhet a számítógépes szimulációk területén, valamint jártasságot a szakirodalomban való tájékozódáshoz. Együttműködés elképzelhető egy németországi csoporttal.