Valgte projekter E2014

Siden viser de projekter som blev valgt i efteråret 2014. Der vil komme et resumé for hvert projekt, som er skrevet i begyndelsen af projektet.

  1. Contact resistance measurement rig for thermoelectric materials
    Lasse Blaabjerg, s132314, Thorbjørn Skovhus, s134264, Jakob D. Havtorn, s132315
    Vejleder: Nini Pryds, DTU Energikonvertering
    Resume:
    Thermoelectric (TE) components provide a novel method for converting thermal energy (e.g. waste heat from industrial processes) to electric power. Currently, 3-5 % conversion rates have been observed, which must be improved upon in order to make the technology economically feasible. One of the major obstacles for achieving higher conversion rates is the reduction electric contact resistance between junctions of metal-semiconductor (M-SC) and semiconductor-semiconductor (SC-SC). This project will be focused around experimental data obtained from a specially configured test rig at DTU Energy Conversion. The ambitions of this project are to: (1) describe the different techniques for measuring contact resistance, (2) find an easy and reproducible solution to establish good electrical contact between the wires and the sample surface, (3) establish a way to measure the sample temperature during the electrical characterization and (4) test, document and argue for the chosen solution, as well as a description of the error in the measurements.
  2. Catalytic activity of materials for solid oxide fuel cells
    Anne Lyck Thomsen s134251, Gustav Juhl Johansen s134266
    Vejleder: Martin Søgaard, DTU Energikonvertering
    Resume:
    Formålet med dette projekt er at undersøge den katalytiske aktivitet i materialerne, der bruges til katoden, i fast oxid brændselsceller (SOFC). Dette gøres først og fremmest ved simulering i Matlab, hvor Adler-Lane-Steele-modellen benyttes til at estimere impedansen ved forskellige temperaturer og oxygen partialtryk. Disse sammenholdes efterfølgende med eksperimentelle målinger, for at vurdere om simuleringerne er brugbare. Derefter kan modellen benyttes til at undersøge, hvordan et materiale infiltreret med nanopartikler har forbedret sig, og om det er muligt at benytte disse materialer til at sænke operationstemperaturen for SOFC’en.
  3. Analogy between the physics of quantum confinement of electrons and optical waveguides
    Hjalte Rørbech (s134236), Mads Lützen(134260) og Peter Nymann(s134282)
    Vejleder: Il-sug Chung, DTU Fotonik
    Resume:
    In this project the correlation between quantum mechanics and theory of electromagnetism in the specific case of the description of photonic quantum wells in 2D photonic crystals will be investigated. We will examine this in three steps. First, we will compare the Schrödinger equation and the wave equation. The description of solid‐state materials will be used to find the dispersion of a 2D photonic crystal. Furthermore the band-edge frequency and the photonic effective mass will be found. In the second part of the project we wish to design a photonic quantum well using the effective mass and band-edge frequency. The last part of the project consists of the numerical simulation of the designed photonic quantum well. To achieve this we will use COMSOL. The physical interpretation of the designed photonic quantum well will be compared to that of a quantum well.
  4. Analogy between the physics of quantum confinement of electrons and optical waveguides
    Rikke Nygaard Aasbjerg, s134278, Jakob Bruun Pedersen, s134270
    Vejleder: Il-sug Chung, DTU Fotonik
    Resume:
    In this project we aim to understand the quantum nature common in quantum mechanics and electromagnetism. Using this understanding, we will design and analyse a photonic quantum well. This will be done by theoretical studies, physical modelling of a problem, and numerical solutions. First we will study confined electrons and electrodynamic waves, i.e. quantum wells and wave guides, as well as similarities between the Schrödinger equation and the wave equation. Using analogy with electronic quantum wells, we will design a 1D photonic quantum well with strong light confinement. Then we will numerically analyze the designed 1D photonic quantum well. For the design and analysis, we will write a MATLAB simulation program based on the scattering matrix method. We will especially analyse the allowed energy states and profiles, and discuss the similarities and differences between the electronic and photonic quantum systems.
  5. Semiconductor quantum dots
    Isabella Østerlund s124312, Emil Ludvigsen s134254
    Vejledere: Jesper Mørk og Jakob Rosenkrantz de Lasson, DTU Fotonik
    Resume:
    Formålet med vores fagprojekt er at ende ud med en forståelse for simple fotonoverførsler, i forhold til kvanteinformatik/kvantekomputere. Til at starte med vil vi arbejde med shrödingerligningen og finde numeriske løsninger til denne i COMSOL. Vi vil arbejde med halvledere af GaAs dotteret med InAs, og se på hvordan der skabes selvsamlende kvantedots på "the wetting layer". Vi vil arbejde med størrelsen af disse kvantedots og se på hvordan størrelsen ændrer energien og spektrene af de (enkelt)fotoner kvantepunkterne udsender. Ultimativt vil vi se på hvordan disse udsendte fotoner kan bruges til at excitere andre kvantepunkter og få dem til at udsende fotoner med - ideelt set - samme energi hvorved man ville kunne starte kædereaktion der kunne bruges til at vidersende information.
  6. Semiconductor quantum dots
    Frederik Svane, Jacob Hastrup og Kristoffer Graae
    Vejledere: Jesper Mørk og Jakob Rosenkrantz de Lasson, DTU Fotonik
    Resume:
    This project on semiconductor quantum dots will be set in two parts, the first of which consists in solving the Schrödinger equations in three dimensions, finding the eigenvalues and describing different configurations of assumed azimuthal symmetric QD. These numerical calculations are made in Comsol, allowing 3D visualizations. After mastering the equations, we will look further into the details of a single aspect of QD, by calculating the effect of superposing two QDs, or having two QDs in close vicinity on a same surface. The second part of this project will look into how QDs may be able to increase the efficiency of solar cells
  7. Fabricating a complex structure with negative poisson ratio using two photon lithography
    Lars Eriksson og Mamadou Mandie Kone
    Vejleder: Radu Malureanu, DTU Fotonik
    Resume:
    The main purpose of this project to investigate the unusual properties of meta-materials by applying different deformation experiments. The first part includes identifying and analyzing the auxetic building block of the metamaterial in question. This process allows us to define the procedures to guide their selection and assembly. The second part of the project is the fabrication of a complex structure, by using the two-photon lithography technique. Finally we will test the mechanical properties of the fabricated structure.
  8. Enhanced light‐matter interaction in graphene by use of noble metallic nanostructures
    Malte Bjerg Petersen (s134233) og Tobias Leth Mouritzen (s134283)
    Vejledere: Bo-Hong Li and Sanshui Xiao, DTU Fotonik
    Resume:
    Formålet med dette fagprojekt er at undersøge om vi kan øge interaktionen mellem lys og grafen vha. nanostrukture i guld. Vi vil lave en nanostruktur med e-beam litografi på et substrat af glas. På denne nanostruktur vil vi kemisk overfører et eller flere lag grafen. Herefter vil vi måle absorption, transmission og refleksion ved en bestemt bølgelængde af lys på grafen på nanostrukturen og sammenligne med grafen uden en nanostruktur. Vi vil endvidere måle Raman- spredningen både med og uden nanostrukturen. Nøgleord: Light-matter interaction, Plasmonics, Raman signal, E-beam litographi, Chemical transfer.
  9. Single-photon sources for quantum information processing
    Jakob Milo Hauge (s134239) og Simon Lønborg Christensen (s134259)
    Vejleder: Niels Gregersen, DTU Fotonik
    Resume:
    I dette projekt vil vi arbejde med opførslen af lys i en fotonisk nanowire. De fotoniske nanowires kan potentielt anvendes som en effektiv og stabil måde at udsende enkelte fotoner. Der tages udgangspunkt i Maxwell’s ligninger til analytisk bestemmelse af bølgeligningen. Ved brug af ’finite difference approach’ kan systemets eigenmodes findes i forskellige strukturer. Gradvist løses egenværdiproblemet for strukturer der minder mere og mere om en fotonisk nanowire. Til sidst i projektet analyseres nye strukturer.
  10. Magnetisk rekonstruktion af tokamak equilibrium – visualisering
    Oseze Iyore s121922 og Amalie Hindsholm s134235
    Vejledere: Stefan Kragh Nielsen og Jens Juul Rasmussen, DTU Fysik
    Resume:
    The purpose of this paper is to examine the different plasma parameter's role in the output energy of a fusion reactor, and thereby calculate the output energy in different reactors assuming equal amounts of Tritium and Deuterium. Specifically the calculations will be performed on data from the reactors ASDEX Upgrade, JET and ITER, to see, the value of Q, which is the energy input vs. energy output fraction, Q = Eout/Ein. To perform the calculations the first task is to program a software that can receive theoretical or experimental data inputs, which describe the plasma, and output plots of these as functions of time, as well as output the theoretical output energy. The input parameters include particle density, temperature and volume. These plots can then be analyzed and compared to the Lawson criterion. Additionally, there will be written a program, which can visualize a magnetic configuration. Both software program will use experimental data from ASDEX Upgrade.
  11. Collisional diffusion in Fusion plasma
    Søren Sandbæk og Magnus R. Mygind
    Vejledere: Jens Madsen og Jens Juul Rasmussen, DTU Fysik
    Resume:
    In this project we intend to investigate diffusion because of collision in fusion plasma. More specifically we will look at Fick’s Law. The equation is not originally linear, however the simplified and often used one is. Our primary concern is the validity of this simplification. This validity, will be tested through simulations in MATLAB. Further on in the project we will examine the particle densities and, and how these change, over time, due to collisional diffusion. We will also examine the effect that the plasma filaments has on the diffusion.
  12. Numerisk analyse af diffusion i plasma
    Michael Svendsen (s134277), Jonas Lyngsø (s134280)
    Vejledere: Anders Henry Nielsen, Laust Tophøj, DTU Fysik
    Resume:
    Vi vil undersøge overfladefænomenet diffusion i grænsefladen imellem et fusions plasma og den omkringliggende neutrale gas i en tokamak reaktor. Indledningsvis skal principperne og teorien bag fusion og diffusion i en tokamak forstås og beskrives. Derefter udføres simuleringer i matlab (numerisk analyse) af en opstillet diffusionsligning, med kildeled kommende fra en ikke-lineær kode, som beskriver turbulens på kanten af en plasma. Simuleringens kompleksitet kan gradvis øges ved at koble flere variable faktorer på ligningen. Herunder primært partikkel sinks og sources. Problemet opstilles indledningsvis 1-dimensionelt, og udviddes senere til 2D. Simuleringerne udføres ved brug af udlevererede profiler. Formålet er at forstå de fysiske mekanismer som vekselvirker imellem neutralgassen og plasmaen.
  13. Deactivation of catalysts under ambient conditions and how to avoid it
    Karl Toudahl s122559, Celia Cailloux s132534
    Vejledere: Christian Danvad Damsgaard, Kenneth Nielsen, Robert Jensen, Jakob Nordheim Riedel, DTU Fysik
    Resume:
    Denne rapport omhandler hvordan forurening af nikkelkatalysatorers overflader kan undgås ved opbevaring i vakuum. Projektet beskriver de beslutninger og overvejelser der gøres under samlingen af vakuumkammeret. Dernæst forklarer rapporten hvordan kammeret automatiseres ved programmering. Ydermere søger rapporten at klargøre forureningsprocessen af en nikkeloverflade, hvilket gøres ved at foretage XPS-målinger af dennes overflade, hvorefter resultatet vil kunne beskrive, om opbevaring i kammeret har haft nogen betydning for deaktiveringen af katalysatoren.
  14. Acoustic focusing in polymeric microfluidic systems
    Emil Wrisberg s132037 og Morten Jürgensen s134255
    Vejleder: Kirstine Berg-Sørensen, DTU Fysik
    Resume:
    Dette fysikprojekt omhandler osmotiske drevne strømninger indeni planters phloem  kanaler.  En sådan kanal efterlignes med en semipermeabel membran (hollow fiber membrane) i et vandresevoir, hvor et flow over membranen drives af en koncentrationsforskel. Flowmønstret inde i membranen ønskes undersøgt, fordi osmotisk drevne strømninger har stor betydning for biologiske systemer og har kommercielle anvendelser. Med teori fra mikrofluidik vil vi beregne størrelses ordner for relevante forsøgsparametre, hvilket muliggør måling af flowmønstret. Flowmønstret måles med et µPIV-mikroskop (Particle image velocity).
  15. Improving the electrocatalysis of hydrogen oxidation for alkaline fuel cells
    Andreas Poulsen (s134230), Daniel Anyaogu (s134258), Daniel Larsen (s134249)
    Vejleder: Ifan Stephens, DTU Fysik
    Resume:
    Over the course of this project, we will perform electrochemical measurements of catalysts composed of nickel nanoparticles that have been exposed to various potential-treatments. The different results will be compared in order to determine what resulted in the most efficient catalysis for the hydrogen oxidation/evolution reactions (HOR/HER) in alkaline media. Furthermore, we’ll also measure the efficiency of a nanoparticulate platinum catalyst for comparison. If we have additional time, the effect of temperature on the catalysis of HOR/HER will also be investigated.
  16. Bulk metallic glass
    Mads Allerup Carlsen - s134246, Thomas Passer Jensen - s134234, Tobias Elleskov Lachkenborg Kristensen - s134238
    Vejleder: Jakob Schiøtz, DTU Fysik
    Resume:
    Vi undersøger amorfe metaller (BMG) ved hjælp af molekyldynamiksimuleringer i simuleringsmiljøet ASE (Atomic Simulation Environment). Vi skriver scripts til miljøet for at udføre beregningerne. Senere skal vi anvende supercomputeren Niflheim til at udføre de mere tunge beregninger. Modellen vi undersøger bliver lavet ved at opvarme en krystal af en Cu-Mg legering til over smeltepunktet, og hurtigt lave en simuleret nedkøling, så metallet ikke krystalliserer. Når vi har lavet modellen vil vi undersøge metallets mekaniske egenskaber, og deres afhængighed af temperaturen.
  17. Monte Carlo simulation of experimental resolution in neutron scattering
    Jakob P. Thorsbro, Jonas L. Bertelsen
    Vejledere: Niels Bech Christensen, Erik Knudsen og Peter Willendrup, DTU Fysik
    Resume:
    This project investigates the experimental resolution of a neutron-backscattering instrument. In order to appreciate the capabilities of neutron backscattering, the fundamental theory is introduced. Instrumental resolution is of special importance in backscattering experiments where the line width of peaks are of interest. Without accurate knowledge of instrumental precision, the intrinsic width cannot be known. The resolution is derived analytically with some approximations. The resulting error of these approximations are estimated through comparison with Monte Carlo simulations in McStas.
  18. Røntgen-Fotoner
    Anton Bay Andersen s134245, Marcus Schulz Carstensen s134248
    Vejledere: Erik B Knudsen, Peter Willendrup, DTU Fysik
    Resume:
    I dette fagprojekt bruges simuleringsprogrammet McXtrace til at undersøge DTUs røntgen-mikroskoper, hvoraf et af dem har fået ny røntgenkilde. Vores simuleringer vil være ray-tracing af fotoner ved brug af Monte Carlo metoden. Først simuleres de kendte dele af røntgen-mikroskoperne for dels at kalibrere og verificere resultaterne af vores simulering. Herefter vil vi på baggrund af den kalibrerede simulering karakterisere de dele af røntgen-mikroskoperne, som ikke er så velkendte, primært den nye røntgen kilde, samt kondensoren til denne. På baggrund af resultaterne fra disse karakteriseringer vil en optimering af instrumentet forhåbentlig kunne finde sted.
  19. Photoelectrocatalytic Water Splitting
    Erkan Karatas (s122770), Zakaria Abachri (s134237), Rune Sixten Grass (s134243)
    Vejleder: Peter Vesborg, DTU Fysik
    Resume:
    En af svaghederne ved vedvarende energikilder er at det ikke kan styres hvornår de producerer energi. En af løsningen til dette er at opbevare energien i form af brint når den bliver produceret for så senere at bruge den. Den normale måde hvormed man ville gøre dette er ved at danne brint via elektrolyse, men der er til dags dato ikke fundet en kommerciel acceptabel måde at gøre dette på. Vores projekt går ud på at finde en fotokatalysator til dannelsen af brint. Fotokatalysatoren gør brug af exciterede elektroner for dermed at få formindsket den spænding man normalt skal bruge til elektrolyse, og derved gøre brint til et mere effektivt energiopbevaringsmiddel.
  20. CMUTs og fabrikation af chips til ultralydsscannere
    Nanna Pollas Bjerg (s132591) og Stine Løvholt Grue Pedersen (s134274)
    Vejleder: Erik V. Thomsen, DTU Nanotech
    Resume:
    Formålet med projektet er at undersøge, om der via elektroplatering kan tilføjes et lag nikkel (på 6µm) på et allerede eksisterende design for en CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transduser). For at undersøge dette vil et "seed-lag" af forskellige metalkombinationer blive testet. I første omgang bliver NiV afprøvet som "seed- lag". Hvis dette lykkes afprøves efterfølgende "seed-lag" af Ti/Au og Ti/Al/Au. Motivationen for dette er at man ønsker at kunne styre resonantfrekvensen for ultralydsscannere blot ved at tilføje masse på CMUT’en.
  21. Detection and differentiation of bacteria and non-biological particals in water using impedance flow cytometry
    Kristoffer Bentsen - (s134261), Sif Klein - (s134275)
    Vejledere: Casper Hyttel Clausen, Christian Vinther Bertelsen, DTU Nanotech
    Resume:
    This project examines the possibility of detecting and differentiating different bacterium and non-biological particles in flowing water. The detection and differentiation is on a single particle basis and label-free through the usage of MEIS (Multi-frequency Electrical Impedance Spectroscopy). Through MEIS the size and bulk composition of the bacterium and non-biological particles are determined, which are the basis for the differentiation. The bacterium used in the experiment are the gram positive Bacillus Cereus and the gram negative Enterobactor Aerogenes, as well as polystyrene beads as the non-biological particles. The report covers the theory behind impedance spectroscopy as well as the chip design. In a prior experiment another two bacterium where used, and differentiation between the three was possible for the most part. Finally by combining the experiments it’s determined whether a general differentiation between gram positive, gram negative and non-biological particles can be made.
Opdateret den 21. oktober 2014
Opdateret den 21. oktober 2014