1. Plasmonic nanoparticles-assisted solar cell
Patrick Kasting (s124313), Patrick Strøm-Hansen (s113869)
Vejleder: Andrei Lavrinenko, DTU Fotonik
Resumé:
The purpose of the project is to increase the efficiency of solar cells by finding the optimal arrangement of metal nanoparticles on the surface of the cells. The aim of the project is to increase the absorption of sunlight in the infrared spectrum, which is not absorbed by traditional solar cells. The relevant electromagnetic theory will by covered and the different arrangements of particles will be simulated in Comsol.
2. Plasmonic nanoparticles-assisted solar cell
Suzanne Andersen (s104702) & Neethu Mariam Mathew (s112063)
Vejleder: Andrei Lavrinenko, DTU Fotonik
Resumé:
This project revolves around theoretically increasing the efficiency of solar cells by covering it with a layer with embedded plasmonic nanoparticles using COMSOL simulations. We will be focusing on the use of dimers and oligomers which makes a field enhancement effect, thereby achieving higher absorption. By changing parameters, such as shape of particle, distance between particles in the dimers, and their dimensions, we will look for the optimal configuration for the solar cell setup. Additionally we might also look at putting the dimers in a dense layer on the bottom of the cell, so it will not hinder the absorption of visible light in the semiconductor, to see if this is more effective.
3. Terahertz properties of metal-dielectric composites
Thorsten Rasmussen s123329, Mikkel Jensen s123184, Niels Dyreborg Nielsen s123241
Vejleder: Andrei Lavrinenko, DTU Fotonik
Resumé:
Projektet opdeles i to dele: Indledningsvis udvides vores teoretiske forståelse for elektromagnetisk stråling med primært fokus på refleksion og transmission. Herefter undersøges antallet af metalpartikler, som har betydning for transmissionen. Den teoretiske forståelse underbygges med simuleringsarbejde ved brug af COMSOL. I del to skal disse metalstrukturer karakteriseres i et terahertz-laboratorium og derved sammenholde teorien samt computersimuleringer med de eksperimentelle data.
4. Selective electroless deposition of silver for metamaterials applications
Marzia Amini (s102519) og Mohammad Ahmed (s123076)
Vejleder: Radu Malureanu, DTU Fotonik
Resumé:
Projektets primære formål er at finde en fremgangsmetode, der vil tillade afsætning af sølv på 3D strukturer fremstillet ved hjælp af Two Photon Polymerisations teknikken. Det ønskede scenarier er at efter polymeriseringen har fundet sted, vil substratet være så rent som overhovedet muligt. Projektet vil dermed indebære programmering samt fremstilling af 3D-strukturer, hvilket skal foregå i DTU's rentrum. Hvor det vil forsøges at selektivt belægge 3D-strukturen med sølv således at det kun er forudbestemte steder/strukturer, hvor afsætningen vil finde sted.
5. Electroless deposition on graphene edges
Mikkel Vilsbøll Larsen (s123278) og Døgg Durhuus (s123557)
Vejleder: Radu Malureanu, DTU Fotonik
Resumé:
Grafen er et interessant materiale med eftertragtede fysiske egenskaber. Udnyttelse af disse egenskaber er dog udfordrende, idét det er svært at lave grafen i anvendelig størrelse. Potentielt kan flere grafenflager stykkes sammen til et større lag med grafens egenskaber. I dette projekt arbejdes der med deponering af sølv på grafen hvor formålet er, at få sølvet til at binde sig til randen af grafenflager, og dermed forbinde flagerne. Det eventuelle materiales egenskaber undersøges og sammenlignes med kendte materialer. Projektets eksperimentelle del udføres i Danchip renrum, og prøverne undersøges med bl.a. Scanning Electron Microscope og Four Point Probe.
6. Single-photon sources for quantum information processing
Martin Djurhuus (s123165), Nicolai Hagelund (s123008)
Vejleder: Niels Gregersen, DTU Fotonik
Resumé:
Projektet handler om Nanowire Single-photon Sources, som går ud på, at man placerer en quantum dot(QD) i en nanowire for at guide fotonerne, som dannes i QD'en i en bestemt retning, f.eks ind i en lysleder. QD'en fungerer ved, at der, når en elektron 'falder' fra ledningsbåndet til valensbåndet, vil blive udsende en foton med en frekvens og bølgelængde, som svarer til energien, som frigives af 'faldet' samt af rekombinationen af elektronen og elektronhullet. I praksis sker dette ved, at man pumper elektroner ind i ledningsbåndet. Dette resulterer i, at der vil være mange elektroner, som falder, men da de vil have forskellige bølgelængder, er det muligt efterfølgende at filtrere, så man ideelt set kan få en photon pr. aktivering. Men før dette er der et andet problem, da QD'en udsender fotonerne i alle retninger, er der brug for at ensrette dem, og det er det, som nanowiren står for, og det som vi skal beskæftige os med.
7. Analogy between the physics of quantum confinement of electrons and optical waveguides
Ida Haubech Hansen (s123209), Peter Hasle (s113001)
Vejledere: Il-Sug Chung, Jesper Mørk, DTU Fotonik
Resumé:
We examine the basic properties of a quantum mechanical and an electromagnetic system in the form of a quantum well and a waveguide. Through numerical simulations we will find the allowed energy states and analyze the similarities and differences between the two systems. With this knowledge we will study how these systems can be used to develop information and quantum technology. We examine the basic properties of a quantum mechanical and an electromagnetic system in the form of a quantum well and a waveguide. Through numerical simulations we will find the allowed energy states and analyze the similarities and differences between the two systems. With this knowledge we will study how these systems can be used to develop information and quantum technology.
8. Analogy between the physics of quantum confinement of electrons and optical waveguides
Rasmus Just s121839 og Jakob Ravnskjær s123826
Vejledere: Il-Sug Chung, Jesper Mørk, DTU Fotonik
Resumé:
We are in this project going to study the analogy between quantum confinement of electrons and optical waveguides. This project is mostly going to be theoretical and our data processing is based on numerical solutions. Therefore, there will be no data based on experiments in this project.
9. Programmable nanolithography
Nikolaj Knøsgaard, s123406, Emil Duegaard, s123517, Andreas Bott, s123056
Vejledere: Philip Trøst Kristensen, Jakob Rosenkrantz de Lasson og Jesper Mørk, DTU Fotonik
Resumé:
Vores projekt tager udgangspunkt i artiklen: ”Programmable Nanolithography with Plasmon Nanoparticle Arrays”, hvor der påstås, at det er muligt at lave forskellige masker ved at belyse sølvkugler med polariseret lys. Det kunne vi godt tænke os at undersøge nærmere ved først at kigge på spredning af lys i én dimension hvorefter fører det videre to og tre dimenensioner.
10. Modeling few-emitter nanolasers in cavity quantum electro-dynamical systems
Nicklas Larsen, s123518, Ida Videcrantz s123469, Thea Bjørk, s123501
Per Kær Nielsen, Anders Mølbjerg Lund, Anders Nysteen, Jesper Mørk, DTU Fotonik
Resumé:
Formålet med dette projekt er at opnå en forståelse for teorien bag ved lasere. Først vil
almindelige gas/solid state lasere undersøges og dernæst bevæger vi os ned for at kigge på "Quantum Dot"lasere, også kendt som kvantedots. Der vil blive set på hvordan disse QD lasere bliver fremstillet, samt hvordan lyset fra dem afhænger af caviteten i laseren. En almindelig laser bliver modelleret med Rate Equations. Disse Rate Equations vil så blive udvidet til at inkludere kvantedots. Ligningerne bliver så benyttet til at simulere QD lasere, både med en enkelt og flere kvantedots i MatLab. Der ønskes også en forståelse af hvad kvantedots kan anvendes til i praksis. Det kunne f.eks. være i computerindustrien, hvor chips kan kommunikere indbyrdes vha. optiske signaler og optimere computeren.
11. Laser cooling
Martin Krenk (s123371), Kasper Sjørslev (s110249), Torkil Petersen (s113059)
Vejleder: Karsten Rottwitt, DTU Fotonik
Resumé:
I denne rapport gennemgås de store træk af teorien om laser cooling af gasser i UHV, med fokus på magneto-optisk trapping af strontium. En magneto-optisk trap (MOT) kan anvendes til at opnå temperaturer lavere end dem mulige ved Doppler og Sisyphus cooling, og muliggører kreationen af Bose-Einstein kondensater. Vi vil identificere de nødvendige specifikationer for et laser beam til brug i en MOT med strontium, og vurdere ved målinger på multi-mode Bessel beams om disse kan anvendes hertil.
12. Koblere til multimode fiber
Asger Moss (s110128) og Mathias Olsen (s123927)
Vejledere: Christian Maibohm, Karsten Rottwitt, DTU Fotonik
Resumé:
Det er vores mål at vi efter en kort gennemgang af teorien bag optiske fibre og forskellen mellem single- og multimode fibre vil forsøge at beskrive teorien bag fiber-koblere. Vi ønsker at gennemgå den teori, der er nødvendig for at vi efterfølgende kan forsøge selv at fremstille en fused fiber coupler og herefter karakterisere den, først ved 1550 nm, hvor den gerne skal være en singlemode kobler, og derefter ved bølgelængder i det synlige lys, hvor den gerne skulle være en multimode kobler. Herefter forsøges det at sende hvidt eller bredspektret synligt lys gennem den ene indgang på kobleren for at måle og sammenligne output på de to udgange, evt. simultant med to optisk spektrum analysatorer (OSA). Det er her målet at se hvordan kobleren fungerer ved forskellige bølgelængder.
13. Karakterisering af farve-effekter på nanostrukturerede overflader
Katrine Villumsen (s120291) og Sebastian Molbech Hansen (s123702)
Vejledere: Jeppe Sandvik Clausen og Niels Asger Mortensen, DTU Fotonik
Resumé:
Denne rapport omhandler de farveeffekter, der kan opstå, når lys rammer periodiske nanostrukturer på reflekterende overflader. Fabrikation af nanostrukturerne med nano imprint i rentrum beskrives, og de fabrikerede prøver karakteriseres herefter ved brug af et Scanning Electron Microscope samt et Atomic Force Microscope. Endvidere karakteriseres prøverne optisk for varierende indfaldsvinkler med henblik på at undersøge periodens betydning for farveeffektens vinkeluafhængighed og optimere denne.
14. Modelling and measurement of the Doppler Lidar
Morten Møller(s123319)
Vejleder: Anders Tegtmeier Pedersen, DTU Wind Energy
I dette projekt ser jeg på hvordan lidar teknologi bruges til at måle vindhastigheder på forskellige distancer. Jeg er først gået igang med at se på hvordan Doppler lidaren i teorien virker, da dette skal være grobund for de senere simuleringer/eksperimenter af lidaren selv. Her ser jeg på bl.a. den geometriske optik der ligger bag laseren der bliver brugt, samt hvordan lyset opfører sig når det bliver sendt ud og rammer partiklerne i luften. Efter at de mest grundlæggende modeller er blevet sat op for lidaren, skal jeg begynde at kigge hvad der sker når partiklerne der måles på kommer tæt på lidaren, hvilket er "forsker"-delen af mit projekt. Dette skal både gøres med modellering af tilfældet samt eksperimenter.
15. Capacitive Micromachined Ultrasound Transducers
Marie Heldgård Pedersen s123196, Helene Birkebæk s123605
Vejledere: Erik Thomsen, Mette Funding la Cour og Anders Lei, DTU Nanotech
Resumé:
Kapacitive mikrofremstillede ultralydstransducere (CMUT), er dybestset en parallel plade kapacitor. Når en spænding sættes hen over kapacitoren, forårsages en udbøjning af den fleksible plade, og idet spændingen afbrydes udsendes en ultralydsbølge. Formåalet med dette projekt er eksperimentelt at fabrikere og teste velfungerende CMUTs med to forskellige strukturvariationer.
16. Mapping forces in nanofluidic-integrated plasmonic V-grooves
Julia Dyrnum s123540, Nicolai Michaelsen s123137 og Tomas Youngman s123603
Vejleder: Cameron L. C. Smith, DTU Nanotech
Resumé:
The purpose of our project is to be able to manipulate and stretch a single DNA strand in a V-groove within a nano channel. The first step is to understand the entropic nature of this phenomenon. One is able to force the DNA strand with static pressure into the nano channel with the V-groove where the experiment is initiated. We want to predict whether a piece of DNA will place itself in or outside a V-groove integrated in the nano channel. If we place the DNA in the nano channel with the V-groove, we predict that the DNA will place itself inside the groove if no outer forces are exerted on it. This is a consequence of the DNA having more possible microstates (higher entropy) within the deeper groove than in the smaller nano channel. The goal of the overall research (which our project is a part of) is to apply an electric field in the V-groove from a laser exciting the surface creating so called CPP’s (Channel Plasmon Polaritons), which should stretch the DNA along the V-groove for analyzing the overall composition of the strands. The goal of the overall research (which our project is a part of) is to stretch the DNA strand and thereby making it possible to analyze the composition of the strand. This is done by applying a laser on our V-groove, which excites the walls of the channel creating so called CPP’s (Channel Plasmon Polaritons). This results in electromagnetic forces stretching the DNA.
17. Fotokatalytisk oxidation af CO i brint
Patrick Lang Moritzen (s123559), Johannes Novak Hansen (s123653)
Vejleder: Peter Vesborg, DTU Fysik
Resumé:
Hydrogen er en af fremtidens lovende energikilder, men der er stadig udfordringer mht. produktion, opbevaring og benyttelse af hydrogen. En måde at fremstille hydrogen på, er at udvinde det af methanol. Dette er i udgangspunktet simpelt, men medfører også at produktet er forurenet af CO. Netop tilstedeværelsen af CO er et problem for langt de fleste brændelsceller, da CO-molekylerne sætter sig på brændselscellens katalysatoriske overflade, hvilket forhindre at brændselscellen fungerer. For de brændselsceller der eksempelvis indeholder platin er det altså vigtigt at man har renset hydrogenen for COforurening i sådan et omfang at platin-delen ikke bliver overdækket af CO. Denne problemstilling vil vi i fagprojektet arbejde med, og det er vores overordnede mål at oxidere CO for at rense en H2 gas. Vi vil ved hjælp af μ-reaktorer prøve at oxidere CO i H2-gassen til CO2 ved brug af fotokatalyse. Ved brug af TiO2 som katalysator i μ-reaktoren, vil vi prøve at skabe optimale betingelser for denne process. μ-reaktoren har et kammer hvor fotokatalysen finder sted, og herfra går et outlet til et massespektrometer, således at vi kan måle virkningsgraden.
18. Fabrication and transmission electron microscopy of poly silicon nano ribbons
Mads Thane Borre (s123262), Lasse Ravnkilde (s122729)
Vejleder: Rolf Erling Robberstad Møller-Nilsen, DTU Nanotech
Resumé:
This Physics Project is about a study of the electrical properties of free standing polysilicon nanowires. An important aspect of the project is to become proficient in the measurement- and interpretation techniques using existing devices. Furthermore we want to fabricate our own free standing polysilicon nanowire devices in the DTU Danchip cleanroom. In the process of measuring and interpreting, we want to compare in-situ measurements to ex-situ measurements to understand the effects of ex. the TEM. During the project we will acquire an understanding of the concepts of doping, mobility, space charge regions and the different operating modes of a FET, and relate that to the measured results.
19. Materialer til z-scheme vand spaltning
Michael Korning (s121710), Jesper Yue Pan (s123065)
Vejleder: Peter Christian Kjærgaard Vesborg, DTU Fysik
Resumé:
Under fagprojektet i Fysik og Nanoteknologi, vil vi fremstille og karakterisere BiVO4, der skal bruges som photokatalysator til z-scheme water splitting, da det er en effektiv katalysator til dannelse af ilt i en vandsplitting proces. Fremstilling vil blive gjort ud fra kendte metoder beskrevet i forskellige videnskabelige artikler. Stoffet undersøges ved XRD, for at finde dens krystallinske struktur. Herefter findes virkningsgraden bestemes ved at undersøge iltudviklingen.
20. Light induced local heating (LILH) platform for injection moulded device
Nis Esben Afzelius (s123985), Sebastian Mira (s123306)
Vejleder: Rodolphe Marie og Johan Eriksen, DTU Nanotech
Resumé:
Målet med projektet er, at fremstille og karakterisere en mikrofluid chip med optotermisk aktuering i låget. Låget vil blive fremstillet i renrummet, og bestå af polymer tyndfilm med et infrarød absorberende farvestof. Formålet med karakteriseringen er, at bestemme hvordan lyset bliver konverteret til varme. Til dette vil vi benytte et fluorescerende farvestof, som er følsomt overfor temperaturændringer.
21. Analysis of Variations of the Black Silicon Fabrication Process
Frederik Larsen (s123724). Martin Schmidt (s123980) og Rasmus Lund (s123377)
Vejleder: René Bergmann, DTU Nanotech
Resumé:
The black silicon fabrication process can produce very different results, even with small variations in the production parameters. This project focuses on recreating old structures that can no longer be created with existing recipes, due to maintenance problems regarding the DRIE-Pegasus machine. Likewise, existing structures created using ASE will be attempted reproduced using the DRIE-Pegasus, in addition to new structures. Lastly, the effects of an anti-stick coating on these structures, in regards to contact angles, will be investigated.