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Promotion zum Thema: Entwicklung einer flüssigen refraktiven Röntgenlinse

Promotion zum Thema: Entwicklung einer flüssigen refraktiven Röntgenlinse
Type:Promotion
Supervisor:

Dr. Arndt Last

Links:X-ray Optics

Tätigkeitsbeschreibung

Am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) werden seit Jahren erfolgreich röntgenoptische Komponenten wie Linsen, Gitter und Teststrukturen entwickelt, um z. B. neuartige bildgebende Verfahren in der Röntgenmikroskopie und der Röntgentomographie zu etablieren. Diese Komponenten ermöglichen neuartige Analysemethoden im Bereich der Medizin, der Biologie und der Materialanalyse und tragen damit zur Entwicklung neuer Materialien oder verbesserter Bauteile im Bereich des Leichtbaus oder der Energiespeicherung bei. Die Entwicklung der Komponenten erfolgt sowohl mit wissenschaftlichen internationalen Gruppen als auch mit der Industrie.

Zur Erweiterung des Forschungsteams suchen wir eine Doktorandin bzw. einen Doktoranden zur Entwicklung von refraktiven Röntgenlinsen, wobei das Linsenmaterial flüssig ist. Solche Optiken sind bisher noch nie verwirklicht worden. Dazu soll ein in einem Behälter unter Druck stehendes Linsenmaterial, etwa ein Alkohol, durch Düsen austreten, deren Querschnitt die Form einer Röntgenlinse hat. Ein Röntgenstrahl, der senkrecht zu den Flüssigkeitsstrahlen einfällt und diese durchläuft, wird dabei fokussiert. An Synchrotronstrahlrohren wäre eine solche Optik selbstkühlend und auch bei höchsten Intensitäten beständig gegen Strahlenschäden. Eine Schwierigkeit ist die Änderung des Querschnitts des Flüssigkeitsstrahls mit zunehmendem Abstand von der Düse.

Ihre Aufgabe wird sowohl die Simulation der Flüssigkeitsstrahlen in und nach der Düse mittels Finite-Elemente-Methoden (FEM-Software „ANSYS fluent“) sein als auch die Auslegung und Berechnung der optischen Eigenschaften der Röntgenoptiken. Bei den FEM-Simulationen erhalten Sie Unterstützung durch Zusammenarbeit mit dem Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS) am KIT. Die Fertigung der Düsenplatten soll über Röntgentiefenlithographie und galvanische Nickelabscheidung erfolgen. Diese Verfahren sind am Institut etabliert. Sie werden die Röntgentiefenlithographie zur Mikrostrukturierung von Röntgenlinsen ebenso nutzen wie viele andere Prozesse im gut ausgestatteten Reinraum des IMT.

Die Arbeit umfasst auch den Aufbau der Optik mit dem nötigen Drucktank, Pumpen und Gehäuse. Zur optischen Charakterisierung der Optiken werden Sie auch Messzeiten an verschiedenen Synchrotronstrahlungsquellen im In- und Ausland wahrnehmen und mit verschiedenen Gruppen experimentieren.

 

Vertragsdauer: befristet auf 3 Jahre

Persönliche Qualifikation:

Wir erwarten ein Hochschulstudium (Diplom (UNI)/Master) der Fachrichtung Physik, Elektrotechnik oder Maschinenbau oder einer verwandten Disziplin mit einem überdurchschnittlichen Abschluss.

Sie haben Freude an experimenteller Arbeit sowie Interesse an den theoretischen Zusammenhängen und den damit verbundenen Simulationen. Kenntnisse im Bereich der Optik sind erwünscht. Darüber hinaus sind Vorkenntnisse im Bereich der Simulation von physikalischen Zusammenhängen von Vorteil.

Wir bieten Ihnen eine interessante Tätigkeit in einem motivierten Team an, eine sehr gute Betreuung und Fragestellungen, die einerseits von wissenschaftlichem Interesse sind, andererseits aber auch einen starken Einfluss auf zukünftige Analysemethoden im Bereich der Materialanalytik haben.

Fachliche Auskünfte

Dr. Arndt Last
Karlsruher Institut für Technologie
Institut für Mikrostrukturtechnik
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Telefon: +49 721 608-23817
E-Mail: arndt lastWxa5∂kit edu