Institutionen för fysik och astronomi

Studentprojekt

Här finner du några föreslagna projekt. För vidare information, vänligen kontakta personerna ansvariga för respektive projekt.


Undersökning av elektronstrukturen hos ett komplex för solbränsleproduktion

Solenergi är den mest lovande kandidaten till att ersätta den nuvarande fossilbränslebaserade energiproduktionen. Medan solenergi finns i överflöd, måste den utvinnas och lagras för framtida användning. Ett lovande tillvägagångssätt för detta är fotokatalytisk solbränsleproduktion. I det ideala systemet skulle vatten, koldioxid och solljus kombineras för att bilda syrgas och bränslen som en imitation av den naturliga fotosyntesen. I detta sammanhang har vi tillsammans med teoretiska materialforskare och syntetiserande materialkemister började studera en grupp av ruteniumkomplex-katalysatorer för elektrokemisk reduktion av koldioxid. Inom ramen för detta projekt kommer elektronstrukturen hos ruteniumkatalysatorn och olika intermediära oxidationstillstånd i vattenlösning att undersökas med hjälp av fotoelektronspektroskopi. Mätningarna kommer att utföras vid synkrotronljuskällan BESSY II i Berlin. Detta projekt är en del av i ett samarbete med olika forskare från Uppsala universitet och från Brasilien (Universidade de Sao Paulo, Instituto de Física "Gleb Wataghin" och Laboratório Nacional de Luz Síncrotron i Campinas). En bakgrund inom fysik, kemi (eller ett närliggande ämne) är fördelaktig. Mätningarna kommer att äga rum i början av december.

Kontakt
Isaak Unger


Design samt konstruktion och implementation av en XUV spektrometer för karakterisering och optimiering av övertonsgeneration

Abstract
I detta projekt kommer du att ansvara för design samt konstruktion av en gitterbaserad spektrometer i XUV området. Du kommer att utvärdera ett par olika design-förslag, baserat på din utvärdering kommer du att köpa in delar som krävs för att konstruera spektrometern. Med hjälp av oss kommer du sedan att implementera din lösning i vår existerande experimentuppställning.

Kontakt
Joachim Terschlüsen
Johan Söderström


Implementation samt första tester av en experimentkammare för ultrahögt vakuum (UHV)

Abstract
Du kommer att ansvara för att en (redan existerande) experimentkammare för studier av rena ytor är fullt fungerande. Du kommer att arbeta mycket med experimentell utrustning, speciellt för UHV experiment, där du kommer att lära dig om de ingående komponenterna, dess funktion och olika kritiska parametrar. När kammaren väl fungerar för UHV experiment så kommer du att göra de första mätningarna med den vid vår nya fotonkälla HELIOS.

Kontakt
Joachim Terschlüsen
Johan Söderström
Anders Sandell


Molekyldynamiksimuleringar av proteinmolekyler i laserfält

Abstract
En simuleringsstudie över hur den nativa atomstrukturen hos ett protein påverkas är den utsätts för ett laserfält. Lasrar används som optiska pincetter ("optical tweezers") och den här studien ämnar att förstå hur det elektriska fältet, laserfältet, faktiskt påverkar proteinstrukturen. Det här projektet kommer också att innefatta att lära sig hantera molekyldynamikprogrammet GROMACS.

Kontakt
Carl Caleman


Atmosfärvetenskap hos vattenhaltiga ytor

Abstract
Effekterna av atmosfäriska aerosoler anses av IPCC vara en nyckelkomponent till den föreliggande osäkerheten i klimatförändringsprognoser. Ytan är viktig för aerosoler på grund av deras minimala storlek, men yteffekter has inte hänsyn till alls i nuvarande klimatmodeller. Vi studerar ytsammansättning och differentiering av vattenhaltiga aerosol-modellsystem hos aerosoler med synkrotronstrålning, och målet är att erhålla kvalitativa och kvantitativa resultat som kan användas i atmosfärisk modellering.

Kontakt
Olle Björneholm


Validerande av vattenmodeller för molekylär modellering

Abstract
I molekylär modellering är vatten är ofta närvarande på ett eller annat sätt. Det existerar över 50 olika vattenmodeller som forskare använder när de modellerar olika fenomen. Det här projektet handlar om att jämföra de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos en delmängd av alla tillgängliga modeller för att avgöra vilken modell som är bra för vad. Projektet kommer att innefatta att lära sig hantera molekyldynamikprogrammet GROMACS samt att lära sig utvärdera simuleringar.

Kontakt
Carl Caleman


RF-filtrering och impedansmatchning för elektronlinser använda vid flygtidsspektroskopi

Abstract
Vi vill omvandla ett vetenskapligt instrument som fungerar bra med korta röntgenpulser med en repetitionshastighet på 1.25 MHz till ett instrument som kan hantera belastningen från en röntgenkälla med avsevärt högre repetitionshastighet och med enstaka pulser på 1.25 MHz. Om du vill vara delaktig i den här utvecklingen (där de första resultaten redan har erhållits) ska du vara redo att, tillsammans med oss, utveckla, bygga och testa anordningar som minimerar RF-störningar orsakade av oscillerande elektriska fält i vårt instrument.

Kontakt
Torsten Leitner
Andreas Lindblad


Stötvågor i material inducerad av röntgenlaser

Abstract
Röntgenlasrar är en ny typ av lasrar som producerar extremt korta och starka röntgenpulser. I detta projekt kommer att du att använda datorsimuleringar för att studera hur stötvågor kan skapas i ett material (t.ex. metall) när det träffas av en fokuserad laserstråle och förvandlas till plasma. Detta kommer att hjälpa oss förstå hur materialstrukturen påverkas och hur en sådan extrem process kan kontrolleras.

Kontakt
Nicusor Timneanu


Atomära modeller för energetiska material

Abstract
Molekyldynamik (MD) har utvecklats till en väletablerad beräkningsmetod som med adekvata kraftfält har visat sig kunna förutsäga viktiga egenskaper för en rad olika materialtyper. Inom forskning relaterad till rymd- och försvarsforskning finns ett behov av att optimera olika materialegenskaper; sprängämnen och krut med låg stöt och temperaturkänslighet, förbättrade bränslen för rymdfarkoster eller polymerer skräddarsydda för diverse tillämpningar. I detta arbete kommer någon av MD-programmen GROMACS eller LAMMPS att användas för att utvärdera lämpligt kraftfält i syfte att förutsäga ett antal grundläggande fysikaliska egenskaper för några utvalda material. Arbetet utförs i samarbete med FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut.

Kontakt
Carl Caleman


Experimentell studie och simulering av vätskeytor

Abstract
Egenskaperna hos vätskeytor och gränssnitt skiljer sig fundamentalt från de hos bulken. Det är därför viktigt att förstå beteendet hos lösningar i närheten av ett sådant gränssnitt. Två kraftfulla verktyg för att studera dessa system är fotoelektronspektroskopi och simuleringar med hjälp av molekyldynamik (MD). I detta projekt skulle du studera vattenlösningar innehållande olika lösta ämnen (t ex små molekyler och joner) med hjälp av vår egna experimentuppställningar såväl som med synkrotronkällor. Vår uppställning kombinerar en vätskestråle med en halvsfärisk fotoelektronanalysator, som tillåter oss att selektivt observera vätskans gränsyta och kan också modifieras för att studera aerosoler. De experimentella resultaten skulle stödjas av MD-simuleringar, vilket är avgörande om man vill förstå mekanismerna bakom den observerade experimentella effekten.

Kontakt
Clara Saak
Olle Björneholm
Carl Caleman