Masterarbeit Physik – Dichtefunktionaltheorie (m/w/d)
Job Description
Forschung für eine Gesellschaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im Forschungszentrum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft stellen wir uns großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit und erforschen Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und ressourcenschützendes Wirtschaften. Arbeiten Sie gemeinsam mit rund 7.500 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!
Effiziente Metall-Ionen-Batterien sind ein integraler Bestandteil der Energiewende, da mit ihnen elektrische Energie aus erneuerbaren Ressourcen gespeichert und bei Bedarf wieder zur Verfügung gestellt werden kann. Lithium-Ionen-Batterien sind bereits weit entwickelt und werden beispielsweise in Elektrofahrzeugen kommerziell eingesetzt. Um die Kosten der Batterien zu senken, untersuchen wir im physikochemischen Labor des Institute of Energy Technologies – Electrochemical Process Engineering (IET-4) alternative Technologien, wie Natrium-, Zink- oder Kalium-Ionen-Batterien mit elektrochemischen, spektroskopischen und mikroskopischen Methoden in Kombination mit atomistischen Simulationen. Hier erhalten Sie weiterführende Informationen zu unserer Mission und unseren Projekten: https://www.fz-juelich.de/de/iet/iet-4/forschung/pcl.
Wir bieten Ihnen ab 01.07.2025 eine spannende
Masterarbeit – Simulation von Berliner-Blau-Analoga als Kathodenmaterial für Natrium-Ionen-Batterien (w/m/d) Um effiziente Natrium-Ionen-Batterien zu entwickeln, werden neuartige Kathodenmaterialien benötigt, in denen Natrium leicht ein- und ausgebaut werden kann. Dazu haben sich Berliner-Blau-Analoga als vielversprechend herausgestellt, da die Struktur und die elektrochemische Aktivität durch gezielte Dotierung kontrolliert werden können. Bislang sind die genauen Zusammenhänge zwischen der Natriumkonzentration und der kristallografischen Struktur des Kathodenmaterials aber nur unzureichend bekannt. Um diese Phänomene im Detail zu analysieren und Analoga mit optimierten Eigenschaften zu entwickeln, sind grundlegende atomistische Simulationen notwendig. In diesem Projekt sollen die kristallografische und elektronische Struktur von Berliner-Blau-Analoga bei unterschiedlichen Natriumbeladungen mittels Dichtefunktionaltheorie-Simulationen untersucht werden. Im Einzelnen umfassen Ihre Aufgaben:
Simulation von Materialien mit Berliner-Blau-Struktur mittels Dichtefunktionaltheorie
Vergleich der Simulation mit experimentellen Daten (z. B. Röntgendiffraktometrie, Raman-Spektroskopie)
Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Natriumgehalt und Phasenumwandlungen
Enge Zusammenarbeit mit internen und externen Kooperationspartnern
Ausführliche Auswertung und Aufbereitung der Simulationsdaten
Laufendes Masterstudium im Fach Physik oder Chemie bzw. eines vergleichbaren Studiengangs
Grundlegende Kenntnisse in der Festkörperphysik
Erste Erfahrung in Programmiersprachen, beispielsweise Python, wünschenswert
Hohes Maß an Selbstständigkeit, Motivation und Zuverlässigkeit
Fließende Englischkenntnisse in Wort und Schrift
Wir arbeiten an hochaktuellen innovativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir bieten Ihnen:
Ein interessantes und gesellschaftlich relevantes Thema für Ihre Abschlussarbeit mit zukunftsorientierter Themenstellung
Ideale Rahmenbedingungen für Praxiserfahrungen neben dem Studium
Interdisziplinäre Zusammenarbeit an Projekten in einem internationalen, engagierten und kollegialen Team
Eine exzellente wissenschaftliche Ausstattung und die neueste Technologie
Qualifizierte Betreuung durch wissenschaftliche Kolleg:innen
Eigenverantwortliche Vorbereitung und Durchführung der übertragenen Aufgaben
Flexible Arbeitszeitgestaltung sowie eine angemessene Vergütung
Einen großen Forschungscampus im Grünen, der beste Möglichkeiten zur Vernetzung mit Kolleg:innen sowie zum sportlichen Ausgleich neben der Arbeit bietet
Die Position ist auf sechs Monate befristet.
Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://go.fzj.de/Benefits.
Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z. B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potenziale verwirklichen können, ist uns wichtig.
Weitere Informationen zu Vielfalt und Chancengerechtigkeit finden Sie unter https://go.fzj.de/diversitaet.
