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Informationen zu Bachelorarbeitsthemen und Spezialisierungsmodul


In der Arbeitsgruppe besteht für Studierende im Bachelorstudiengang Physik die Möglichkeit, die Bachelorarbeit zu schreiben. In der Regel wird davor das Spezialisierungsmodul absolviert. 

Einige Informationen zum Ablauf und zu möglichen Themen sind hier zusammengestellt. 
Bei konkretem Interesse wenden Sie sich bitte etwa 1-2 Monate vor dem gewünschtem Beginn per Email an .  Sie sollten Spaß an der Theoretischen Physik mitbringen und die Grundvorlesungen in Theoretischer Physik (insbesondere Quantenmechanik und Statistische Mechanik) erfolgreich absolviert haben. Am Institut sind Büro-Arbeitsplätze mit PC usw. vorhanden, Sie können aber auch zu Hause arbeiten. 

Das Spezialisierungsmodul wird als angeleitetes Lernprojekt durchgeführt, wobei Ihnen Literatur zur Einarbeitung in die Thematik der Bachelorarbeit zur Verfügung gestellt wird. Sie reichen dann (nach etwa 2 Wochen Arbeitszeit) eine schriftliche Zusammenfassung im Umfang von maximal 10 Seiten bei Prof. Egger ein, der diese benotet.

Die Bachelorarbeit baut auf diese Einarbeitungsphase auf und beschäftigt sich mit einem aktuellen Thema aus der theoretischen Festkörperphysik. Derzeit werden Arbeiten in 
folgenden Themenbereichen vergeben (siehe auch die Vorträge, die auf der Homepage gepostet sind):  

  • a) Topologische Supraleitung und Majorana Fermionen, mit Anwendungen in der Quanteninformationsverarbeitung und im Quantentransport in nanoskaligen Systemen.
    Dabei werden in der Spezialisierung die Vielteilchen-Quantenmechanik im Rahmen der zweiten Quantisierung und elementare Aspekte der Theorie der Supraleitung behandelt. Die konkreten Themen sind in der Regel vor allem analytisch zu behandeln ("mit Papier und Bleistift"). 
     
  • b) Relativistische Quanten-Elektrodynamik in Graphene-Monolagen. In Monolagen von Graphene (einer zweidimensionalen Form von Kohlenstoff) verhalten sich Elektronen
    wie relativistische Teilchen, die durch die Diracgleichung (anstelle der Schrödingergleichung) beschrieben sind. In der Spezialisierung erlernen Sie zunächst die relativistische Quantenmechanik (siehe einschlägige Lehrbücher, z.B. Schwabl II). Es werden dabei aktuelle Probleme der Forschung aufgegriffen, z.B. das Energiespektrum von "magic angle twisted bilayer graphene", d.h. einer Doppelschicht von Graphene-Lagen, die um einen kleinen Winkel zueinander verdreht sind. In solchen Systemen wurden experimentell sowohl Hochtemperatursupraleitung als auch magnetisch geordnete Phasen nachgewiesen.
     
  • c) Quanten Monte Carlo (QMC) Simulationen von wechselwirkenden Elektronen in nanoskaligen Strukturen. In der Spezialisierung erlernen Sie die Grundlagen der QMC Methode.  In der Bachelorarbeit wird die Methode für aktuelle Probleme angewandt, z.B. um die elektronische Struktur von Elektronen in Quantenpunkten oder in Supraleitern zu verstehen. Diese Themen richten sich an eher numerisch interessierte Studierende.
     
  • d) Quantenspinflüssigkeiten
    Das sogenannte Kitaev-Modell beschreibt ein zweidimensionales Spin-System auf einem Honigwabengitter mit bindungsabhängigen Austauschkonstanten. Das Modell kann durch eine Transformation auf Majorana-Fermionen exakt gelöst werden entspricht einer topologisch geordneten Phase. In diesem Projekt können Sie sich mit den Eigenschaften einer solchen Phase, die durch langreichweitige Vielteilchen-Verschränkung gekennzeichnet ist, in relativ einfacher Weise vertraut machen.
Verantwortlichkeit: