Vacancy bank

Reconstructing layer composition with photoelectrons

Contact: Dr. P. Phadke, p.phadke@utwente.nl 

Project nature: Experimental, Data analysis, Simulation

X-Ray Photoelectron spectroscopy is a powerful, non-destructive tool to reliably evaluate near surface compositions of thin films up to about 5 nm depth. Angle resolved XPS adds additional information which encodes the depth dependent concentrations of various materials of interest. The inverse problem of reconstructing the in-depth concentrations from experimental photoelectron (PE) intensities can be solved either for simple cases of well-defined layers or by ignoring effects of interfaces between thin layers.

This (bachelors/masters) assignment aims to study and develop a method to unravel the PE intensity contributions from layers with defined interfaces and stacking order. The work done here will grant you hands on experience of thin film deposition and characterization using XPS. It will also challenge your skills in data processing, programming and maths.

Are you up for the challenge?

ASSIGNMENT

Advanced Transparent Optical Materials (ATOM) study for Mosaic Target Depositions

Contact: Martijn Homsma, m.d.homsma@utwente.nl ; and/or Wesley van den Beld, w.t.e.vandenbeld@utwente.nl

Introduction

High Entropy Alloys (HEA) have shown to be difficult to manufacture due to the complexity of mixing 5 or more elements together. Experimentally testing all permutations would make co-deposition using multiple targets beneficial. However, physical limitations prevent the co-deposition of more than 3 elements due to the space required for each target. This assignment looks into the preparation and use of mosaic targets: a targets made out of smaller facets of different elemental targets. The goal is to be able to create targets for the ADC setup at the XUV optics lab that can deposit an alloy at predetermined stoichiometries.

See also: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001 , http://doi.org/10.3390/met12020319 , http://doi.org/10.1109/TPS.2011.2157942

Master Assignment

• Work on exotic deposition methods of High Entropy Alloys via magnetron sputtering (PVD)
• Create mosaic targets and test them yourself for contaminations and stoichiometries
• Work in the XUV lab: sputter co-deposit from 3-targets according to own defined research plan.
• Literature study in plasma conditions
• Perform stoichiometric/compositional analysis (via experts) of deposited samples
• Characterize the resulting samples (structure, stoichiometry, purity, etc) and link to expected performance.

Figure: Mosaic magnetron sputtering target for a mix of AlTiTaZrSi [Padamata2012]

ASSIGNMENT

Advanced Transparent Optical Materials (ATOM) study on enhanced entropy alloy oxidation

Contact: Martijn Homsma, m.d.homsma@utwente.nl ; and/or Wesley van den Beld, w.t.e.vandenbeld@utwente.nl

Introduction

High Entropy Alloys (HEA) are a recent material category which shows excellent mechanical and chemical properties. One such property is delayed oxide transitions, with studies showing that for some thick film HEAs self-limiting oxide growth can be achieved. However, this effect is poorly understood for surfaces and ultrathin films (<100nm). This assignment focusses on figuring out the physical and chemical effects taking place in low (2 elements), medium (3 or 4 elements) or high (5 or more elements) entropy alloys in oxidizing environments, based on transition metals.

See also: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001 , https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128729 and https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.07.080

Master Assignment

• Modelling of physical and chemical induced changes in transition metal alloys due to oxygen exposure at elevated temperatures.
• Investigate the role of entropy and/or specific metals used in this model
• Work in the XUV lab: depositing of thin film alloys of according to own defined research plan
• Literature study on the chemistry of nanoscale oxidation mechanics
• Perform oxidation tests on the deposited films
• Characterize induced changes (e.g. crystallinity changes, density changes, thickness changes, roughness changes, etc)

Figure: X-Ray Diffraction (XRD) changes caused by intermixing various elements [Zhang14]

Hydrogen permeation through transition metal compound thin films

Contact: Abdul Rehman, a.rehman@utwente.nl and/or Wesley van den Beld, w.t.e.vandenbeld@utwente.nl

The low molecular weight and high reactivity of hydrogen make it a suitable candidate for various applications as fuel, etchant, and reducing agent. Typically hydrogen molecules (H₂) dissociate on the material surface, producing hydrogen atoms/radicals (H*). H* penetrate the material and cause embrittlement, blistering, interface defects, chemical erosion, and/or reduction. To protect materials in hydrogen environments, coatings of materials with low hydrogen diffusivity – hydrogen permeation barriers – are used. Metals, oxides, nitrides, carbides, and graphene/graphite are reported as hydrogen permeation barriers. Permeation of hydrogen through these materials at elevated temperatures in H₂ environments is well reported in the literature. However, their efficiency to inhibit hydrogen diffusion in H* environments is yet unknown. In such environments, metal compounds are susceptible to reduction, which is anticipated to enhance hydrogen permeability through them.

The assignment entails evaluating hydrogen permeability through metal compound(s) in H* environment and investigating way(s) to reduce it. For instance, TiN film (100 nm thick) is reported to be stable in atomic deuterium environment at 127 ⁰C [1]. However, Kura et al. demonstrated high hydrogen permeability through nanocrystalline TiN membranes (600 nm thickness; 23 – 14 nm grain size) [2]. Hopping transport of hydride ions via a bond exchange mechanism between Ti-H terminal groups covering internal grain surfaces is stated as a hydrogen diffusion mechanism in nanocrystalline TiN films. In order to minimize hydrogen diffusion through nanocrystalline TiN one way is thought to be the scaling (coating) of grain boundaries with transition metal oxide [3, 4].

Fig. 1: Schematic of methodology for evaluating hydrogen permeability through materials.

The proposed methodology for the assignment is depicted in Fig 1. The candidate materials will be deposited via (reactive) DC-magnetron (co-)sputtering. Microstructure, stoichiometry, and optical properties of the as-deposited samples will be analyzed via XRD, XRR, XPS, and ellipsometry. following that, samples will be exposed to H* with ellipsometry performed during the exposures. Metrology will be performed on the samples again after H* exposure. The hydrogen permeability through the candidate materials will be evaluated by comparing the samples before and after H* exposures and using in-situ ellipsometry data.

[1] J. Prasad, G.M. Nuesca, J.A. Kelber, Atomic hydrogen cleaning of a TiN surface, Applied surface science 74(1) (1994) 115-120.

[2] C. Kura, Y. Kunisada, E. Tsuji, C. Zhu, H. Habazaki, S. Nagata, M.P. Müller, R.A. De Souza, Y. Aoki, Hydrogen separation by nanocrystalline titanium nitride membranes with high hydride ion conductivity, Nature Energy 2(10) (2017) 786-794.

[3] Z. Qi, F. Zhu, Z. Wu, B. Liu, Z. Wang, D. Peng, C. Wu, Influence of yttrium addition on microstructure and mechanical properties of ZrN coatings, Surface and Coatings Technology 231 (2013) 102-106.

[4] H. Ju, P. Jia, Microstructure, Oxidation Resistance and Mechanical Properties of Nb–Y–N Films by Reactive Magnetron Sputtering, Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces 56(2) (2020) 328-332.

This Bachelors/Masters assignment is for those who are interested in piezoelectric thin films.

The goal is to measure functional properties of piezoelectric thin films with different microstructures. It is also of interest to measure and analyze the functional properties of the film with an applied bias field, and comparing the results to the previously developed model.

For more information and contact details click on the following link: https://www.utwente.nl/en/tnw/xuv/thesis-assignments/Functional%20properties%20of%20piezoelectric%20thin%20films/

Berenschot zoekt een trainee fotonica, quantum, semicon, met specifieke aandacht op de markt voor (geïntegreerde) fotonica, halfgeleiders en quantum technologie. Heb jij een passie voor deep tech? Kijk jij graag in de keuken bij verschillende bedrijven? Kun je trends herkennen en vertalen naar innovatieprojecten? Dan is deze functie zeker wat voor jou!
 

Wat ga je doen als trainee fotonica, quantum, semicon?

Je werkt aan het bouwen en ondersteunen van innovatieve samenwerkingsverbanden, zoals PhotonDelta, Quantum Delta NL of Holland Semiconductors. Daarnaast ben je breed inzetbaar op andere innovatiethema’s zoals Solar, agrifood, robotics, drones en flexibele manufacturing. Je werkzaamheden bestaan uit:

• Technische en marktgerichte deskresearch en analyses.
• Roadmapping.
• Het schrijven van projectplannen en subsidieaanvragen.
• Het bouwen van businesscases.
• Het organiseren van innovatieclusterbijeenkomsten.
• Het begeleiden van bedrijven bij innovatiestrategie en transformatie.

Wij dagen je uit om jezelf sneller en breder te ontwikkelen dan je zelf voor mogelijk houdt. Wij zoeken talenten met de wil en het uithoudingsvermogen tot de absolute top van het adviesvak te behoren zonder dag en nacht te hoeven werken.
 

Met wie werk je samen?

Als trainee fotonica, quantum, semiconwerk je samen met adviseurs gericht op Technologische Innovatie van Berenschot. Je werkt mee aan de ontwikkeling van technologieroadmaps en ondersteunt innovatieprojecten van (internationale) consortia door subsidieaanvragen op te stellen en in projectmanagement te voorzien. Wij werken voor (triple helix) consortia, belangenorganisaties, grote en kleine Europese en Nederlandse bedrijven. Lees hier meer over een klantcase van consultant Peter van Arkel. 

Berenschot is een platte organisatie zonder partnerstructuur met een zeer verbonden cultuur. Er worden veel activiteiten georganiseerd om dit in stand te houden, onder andere een eigen jaarlijks cabaret, sportactiviteiten, wintersport, borrels en studiedagen. Ook krijg je veel vrijheid in het uitvoeren van je werkzaamheden en je bent direct in contact met de klant.
 

Wat neem je mee?

Je hebt ten minste een HBO/WO bachelor in (technische) natuurkunde, elektrotechniek of een soortgelijke opleiding. Je bent een kei op het gebied van innovatie en samenwerking met een aantoonbare interesse in de deep tech sector.

Verder ben je conceptueel vaardig en scherp, creatief, proactief, teamgericht, maar ook zelfstandig.

Berenschot is een verzameling van persoonlijkheden en achtergronden. We kijken dan ook vooral of je een goede toevoeging bent aan het team. We zoeken in elk geval een flinke dosis energie en enthousiasme, gecombineerd met nieuwsgierigheid en de ambitie om je te ontwikkelen in het adviesvak. Je werkt graag zelfstandig, maar net zo goed samen. Verder heb je een scherp analytisch vermogen, kun je helder rapporteren en snap je sociale processen.

Wat krijg je van ons?

• Salaris, 27 vakantiedagen, een goede pensioenregeling, laptop, mobiel en NS- business kaart.
• Een jaarcontract. Heb je het traineeprogramma succesvol doorlopen? Dan verlengen wij je contract voor onbepaalde tijd.
• Je neemt deel aan ons traineeprogramma vol extra trainingen adviesvaardigheden en adviesopdrachten onder begeleiding van ervaren trainers. Dit doe je samen met trainees van andere adviesgroepen waardoor je meteen een inkijkje krijgt in de rest van Berenschot.
• Een toffe club waarin je alle vrijheid krijgt om te ondernemen en zelf initiatieven te ontwikkelen.

Is dit de baan voor jou?

Wil jij onze nieuwe trainee fotonica, quantum, semicon worden? Stuur dan jouw motivatie, cv en cijferlijst op via de website. Om alle motivatiebrieven voldoende aandacht te geven willen we je vragen deze compact te houden. We horen in alleen wel graag van jou:

• Waarom jij dit traineeship wil volgen.
• Waarom je bij Berenschot wil werken.
• Hoe jij je verder wil ontwikkelen.

Reageren kan tot en met 23 januari 2022.

Voor meer informatie over de procedure en het werken bij Berenschot kun je contact opnemen met Chandni Angna (HR-adviseur, c.angna@berenschot.nl/ 06-25722582). Heb je inhoudelijke vragen over de adviesgroep en het traineeship? Neem dan contact op met Peter van Arkel (Consultant, p.vanarkel@berenschot.nl / 06-52325090). Rond de traineewerving kan het erg druk zijn. We willen je daarom vragen om ons, als je ons niet direct te pakken krijgt, een mail te sturen. 
 

Je hebt gesolliciteerd. En nu?

We starten in april met het traineeship. Na de sluitingsdatum vinden een assessment, twee gesprekken en een eindassessment plaats.

• In de week van 17 januari (uiterlijk) hoor je of je geselecteerd bent voor het assessment.
• In de weken van 24 en 31 januari vinden de selectiegesprekken plaats. Je hoort de data en tijden uiteraard zo snel als mogelijk.
• Op 9, 10 en 14 februari sluiten we af met de laatste assessments. Een assessment duurt een dagdeel en vindt digitaal plaats. Per vacature gaat één kandidaat op eindassessment.
• Hierna volgt een aanbieding!

De planning kan per vacature iets afwijken. We zien jouw sollicitatie graag tegemoet!

Solliciteer direct

Gelijke kansen voor iedereen. Dat vinden wij belangrijk. Daarom hebben wij een divers en inclusief personeelsbeleid. Daarmee willen we het beste bij elkaar naar boven halen. Juist omdat we allemaal anders zijn. Welke kwaliteiten kun jij toevoegen aan onze organisatie? Solliciteer direct voor de vacature ‘Traineeship fotonica, quantum, semicon’.

Klik hier om je op te geven voor sollicitatie:  SOLLICITEER