Siden viser de projekter som blev valgt i F2015. Resuméet er skrevet i begyndelsen af projektet.
DFT Simulations of Hydrogen Adsorption on Platinum Clusters Christian Høj Johansen (s134279) og Mathias Rønnow Jørgensen (s134241) Vejleder: Jakob Schiøtz, DTU Fysik Resumé: Recent experimental findings on the catalytic activity of small platinum clusters for the hydrogen dissociation reaction on an oxide substrate, has shown surprising results which are yet to be understood from a theoretical point of view. In our project we apply density functional theory to search for the optimal structure of an 8 atom platinum cluster in vacuum. Using nudged elastic band methods we then investigate the catalytic activity of the cluster for the dissociation reaction of hydrogen. The aim of the project is to go all the way from predicting the structure of a nanoparticle to calculating its catalytic activity for a theoretically relevant chemical reaction. The results are of theoretical interest and can be used as a reference for more advanced studies including the oxide substrate.
Theory and simulation of microwave propagation in transmission lines and microstrip resonators Emilie Mai Elkiær (s140478) Vejlerede: Henrik Bruus, DTU Fysik, og Karl Petersson, Qdev, KU Resumé: This study is concerned with simulation of classical electromagnetic fields in coplanar waveguide transmission lines using Comsol. An overview of the theory of general microwave transmission lines is given, and an approximate analytical solution to the stripline is given for comparison with an exact numerical solution. The fields in the microstrip transmission line and the coplanar transmission line are solved for numerically using Comsol, and the difficulties with solving these problems analytically are discussed. The effect of coupling the coplanar transmission line with a resonator circuit is investigated though simulation. Furthermore, it is discussed what happens when moving into the non-classical/low-photon regime. The prospect is a high fidelity qubit readout circuit.
Carbon Nanotubes vs. growth conditions Mikkel Jensen (s134284) og William Bang Lomholdt (s134269) Vejledere: Christian D. Damsgaard (DTU Fysik + CEN) og Lili Zhang (DTU CEN) Resumé: Carbon nanotubes (CNT) has many exciting electronical, mechanical and thermal properties. However the properties are very dependent of the synthesis process. Therefore we will investigate how different growth conditions affect the microstructure of CNT. We will grow carbon nanotubes by the process Chemical Vapor Deposition (CVD) using a catalyst. The catalyst consists of silica and a mixture of metal compositions (cobalt and/or iron). The catalyst is mixed by adding water and ammonia. The solution is heated until all the liquid is vaporised and only a fine powder is left. Different growth conditions such as furnace temperature, pressure and catalyst metal composition will be changed to see how they affect the characteristics of the carbon nanotubes, and how these are affected by the growth conditions. Examples of these characteristics are thickness, length, number of walls etc.. Using a Scanning Electron Microscope (SEM) and later a Transmission Electron Microscope (TEM), we will investigate the characteristics of the carbon nanotubes. Using SEM, we can see objects in the size of few nanometers and bigger, and with TEM, we can see objects in the size of few nanometers and smaller.
Micro-PIV analysis of flow near shark skin Emil Christian Jensen (s134240) og Thomas Erik Bohn Smitshuysen (s136358) Vejleder: Kirstine Berg-Sørensen, DTU Fysik Resumé: Med projektet vil primært hajskin og andre fisk blive undersøgt med henblik på, at kortlægge flowdynamikken over fiskehuden. Formålet er, at kunne bruge denne viden i praktisk brug, i blandt andet aerodynamisk design af svømme- og dykkerdragter, skibsskrog og flyvemaskiner. I projektet vil der indgå en kvalitativ beskrivelse af forskellige fiske- og hajskin, således at en profil af skinnet kan sammenlignes med de forskellige svømmedyrs egenskaber. Derudover vil skinnet blive undersøgt i et flowkammer specialproduceret til formålet. Med håb om at få gode kvantitative resultater fra flowkammeret, vil der til sidst blive givet en konklusion på, hvorfor fiskeskinnet ser ud som det gør, hvilke egenskaber der opnås ved sådan en type skin, og hvordan man kan producere overflader med samme egenskaber til brug i menneskelige produkter.
Røntgendiffraktion af batterimaterialer Magnus R. Mygind (s134253) Vejledere: Lars F Lundegaard, Haldor Topsøe, og Christian D. Damsgaard (DTU Fysik + CEN) Resumé: Fagpakkeprojektet vil omhandle implementeringer af en ny batteriprototype i Haldor Topsøe’s XRD apparat, samt analyse af batterimaterialer der kan være af konfidentiel karakter. Første del af projektet vil omhandle at tilpasse måleudstyret så der kan laves målinger af en prototype af et knapbatteri mens denne oplader og aflader, samt refleksionsmålinger på batteriprototypen. Slutteligt skal de to målinger forenes så der kan laves XRD mens batteriet op- og aflader. Sideløbende indgår der et læringsforløb hvor den studerende skal lære at benytte en handskeboks til samling af føromtalte batteri under rene forhold. Undersøgen vil omhandle hvilke fordele og ulemper der er ved fx at benytte natrium til at lave katoden, i stedet for mere traditionelle litiumkatoder.
Konstruktion af Michaelson-type Interferometer til afstandvurdering Anders Lyngby Bregendahl (s134272) og Thomas Boel (s124865) Vejleder: Peter Uhd Jepsen, DTU Fotonik Resumé: Vores projekt har som plan at bygge et fiber baseret Michaelson-type interferometer. Hypotesen er, at med et sådant interferometer, vil en forskydelse på en kvart bølgelængde, få laseren til at udslukke sig selv, således at vi burde kunne måle ændringer i afstande utroligt præcist, i størrelsesordnen 1/8 bølgelængden. Perspektivet er, at denne præcise afstandsmåling skal kunne bruges i kombination med en probe-nål, der kan måle elektriske nærfelter vha. lys i THz-spektret. På den måde vil THz-gruppen være i stand til at måle THz-felter i bedre opløsning end hidtil opnået andetsteds. Metoden, vi bruger, kræver en god kohærenslængde på laseren, så man kan regne med fasen. Derfor er vi kommet frem til, at den bedste løsning er en fiberbaseret model af Michaelson-type interferometeret med en diode-laser med meget smal linjebredde og derved den ønskede høje kohærenslængde på flere hundrede meter. Indtil videre har vi nået at påbegynde projektet i 3-ugers i januar, med at læse teori om fotonik og udstyr. Vi fandt her frem til, hvilket udstyr, der skulle indkøbes for at bygge den ønskede den ønskede opstilling. Udstyret er i 13-ugers perioden ankommet, og vi er kommet i gang med at måle på komponenter for at sikre os at de virker som forventet.
Scattering theory and acoustic radiation forces Jarl Andreas Sidelmann Badendererde (s132592) Vejleder: Henrik Bruus, DTU Fysik Resumé: Focus will be on the mathematical theory of ultra-sonic radiation forces and the scattering of acoustic waves on microparticles. This includes calculation methods for non-linear, partial differential equations and a study of second-order perturbation theory. The mathematical framework and continuum equations of fluid dynamics and wave mechanics is presented. Emphasis is on wave scatterings in microfluidics, and the study of acoustic radiation forces on microparticles and two-phase flows.
Semiconductor quantum dots Anders Carlsen (s134276) og Frederik Villebro (s134247) Vejledere: Anders Nysteen og Per Lunnemann Hansen, DTU Fotonik Resumé: Halvleder kvante dots har unikke atom lignende egenskaber, hvilket gør dem interresante til brug i blandt andet kommunikationsteknologi og kvante-computere. I dette projekt benyttes simuleringer i comsol, samt matlab til at beskrive kvante dots. Den første del af rapporten vil bestå af en verificering af vores simuleringsmodel, hvorefter der kigges nærmere på nogle af de interesante aspekter ved kvantedots. Dette kan for eksempel være, men er ikke begrænset til, kvante dots brug i lasere, interaktion med lys eller kobling mellem 2 kvante dots.
Analogy between the physics of quantum confinement of electrons and optical waveguides Arnhold Simonsen (s144064) og Katrine Feld (s134242) Vejleder: Il-sug Chung, DTU Fotonik This project is based on Maxwell’s equations from Electromagnetism and Schrodinger’s equation from Quantum Mechanics. The equations describe electromagnetic waves and the behaviour of electrons. The differences and similarities of these equations is examined using physical modelling and numerical simulations. This is demonstrated through properties of quantum wells and optical waveguides. Electron movement determines the speed of the computers of today and this speed has an upper limit, because electrons will interfere with one another if sent simultaneously. This is why optical waveguides are interesting, because photon with different wavelengths do not interfere with one another and can therefore be sent at the same time. This is a major motivator to construct a mini laser, which can be used inside the future computer to increase its speed.