Physiker (m/w/d) (Physiker/in)

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 7.400 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Am Forschungszentrum Jülich treiben wir die Entwicklung fortschrittlicher Materialdiagnostik sowie die Modellierung für zukünftige Fusionsreaktoren voran. Werden Sie Teil unseres innovativen Teams und leisten Sie einen Beitrag zur Bewältigung einer der zentralen Herausforderungen der Fusionsforschung: das Verständnis und die Kontrolle der Tritiumrückhaltung in plasmaexponierten Materialien. Mithilfe modernster laserbasierter Techniken entwickeln wir In-situ-Methoden mit hoher räumlicher Auflösung, um die Rückhaltung von Wasserstoffisotopen zu quantifizieren und zu reduzieren. Dabei setzen wir auf umfassende Modellierungsunterstützung, um die Effektivität und Zuverlässigkeit dieser Methoden zu steigern. Das Institute of Fusion Energy & Nuclear Waste Management - Plasmaphysik (IFN-1) steht an der Spitze dieses Forschungsfeldes und verfügt über modernste Einrichtungen und Expertise in den Bereichen Plasma-Material-Wechselwirkungen, laserbasierte Diagnostik und forteschrittene computergestützte Modellierung.

Verstärken Sie diesen Bereich zum nächstmöglichen Zeitpunkt als
Doktorand:in - Modeling of Hydrogen Retention and Release in Plasma-Exposed Materials in Support of Laser-Based Fuel Removal and Diagnostic Techniques (w/m/d)
Parametrisierung von computergestützten Modellen für Simulationen der Wasserstoffdesorption
Durchführung von Simulationen sowie Datenanalyse, Visualisierung und Interpretation
Validierung von Modellen anhand von Laborexperimenten einschließlich Thermischer Desorptionsspektroskopie (TDS) und Laserinduzierter Desorption (LID-QMS)
Entwicklung eines computergestützten Modells für Laserinduzierte Ablation (LIA) einschließlich Parametrisierung und Validierung des Modells
Verfeinerung und Optimierung von Modellen zur Verbesserung der Prognosefähigkeit und Quantifizierung von Unsicherheiten
Durchführung von Simulationsstudien für konzeptionelle Reaktorsysteme mit Fokus auf Tritiumbindung und -freisetzung unter Berücksichtigung wandaufgelöster Teilchenflüsse
Durchführung von Simulationen zur Unterstützung der Entwicklung von Tritiumdiffusionsbarrieren
Präsentation der Ergebnisse durch Publikationen in begutachteten wissenschaftlichen Fachzeitschriften und Vorträge auf internationalen Konferenzen
Zusammenarbeit mit interdisziplinären Teams und internationalen Partner:innen zur Förderung der Forschungsergebnisse

Masterabschluss in Physik oder einem verwandten Gebiet innerhalb der Naturwissenschaften
Fundierte Kenntnisse in Mathematik und numerischen Methoden sowie Interesse an interdisziplinärer Forschung
Programmierkenntnisse, vorzugsweise in Python
Hohe Motivation, Ihre Promotion innerhalb von drei Jahren abzuschließen und zur Spitzenforschung beizutragen
Ausgeprägte organisatorische Fähigkeiten sowie die Fähigkeit, eigenständig und im Team zu arbeiten
Gute Englisch- oder Deutschkenntnisse in Wort und Schrift

Wünschenswerte Fähigkeiten und Erfahrungen:

Erfahrung in der Entwicklung von Berechnungstools oder Simulationen
Grundkenntnisse in Plasmaphysik, Oberflächenphysik und Materialwissenschaft
Fachwissen zu Laser-Materie-Wechselwirkungen und den entsprechenden physikalischen Phänomenen
Erfahrung in der mathematischen Beschreibung von Energie- und Massenübertragungsprozessen
Angewandte Kenntnisse in Wolfram Mathematica für Berechnungen und Visualisierungen
Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Ar...

Conducting research for a changing society: This is what drives us at Forschungszentrum Jülich. As a member of the Helmholtz Association, we aim to tackle the grand societal challenges of our time and conduct research into the possibilities of a digitized society, a climate-friendly energy system, and a resource-efficient economy. Work together with around 7,400 employees in one of Europe’s biggest research centers and help us to shape change!

Are you interested in questions concerning the greenhouse gas neutral energy system of the future? Would you like to be part of an international research team? And would you like to incorporate your own creative ideas into your master thesis? Then we have an offer for you: At the Institute of Climate and Energy Systems, Jülich Systems Analysis, we use integrated models to make statements regarding one of the greatest challenges of the 21st century: achieving a greenhouse gas neutral global energy system.

Join our team at the next possible date. We offer you an exciting

Bachelor Thesis - The Status of Alkaline and PEM Electrolysis: A Techno-Economic Review Hydrogen is seen worldwide as a crucial building block for the transformation towards a sustainable and greenhouse gas-neutral energy system. Electrolysis is the best known and most relevant option for sustainable and efficient production of hydrogen. In addition to alkaline electrolysis, which has been commercially available for a long time, current research is focusing on PEM (polymer electrolyte membrane) electrolysis.
As part of your bachelor thesis, you will research and compare the current and projected techno-economic parameters of AEL and PEM electrolysis. Therefore, you will examine the scientific literature as well as manufacturer data and develop a harmonization approach to enable a comparison of the researched data. Your tasks include:

Familiarization with AEL and PEM electrolysis
Identifying and researching the relevant techno-economic parameters
Development of a harmonization methodology for the extracted data
Comparison and visualization of the reviewed data
You are studying engineering, industrial engineering, energy technology, physics, or a comparable course of study. You are also characterized by:

An interest in the challenges of the energy transition and its economic consequences
An interest in electrolyzers and a basic understanding of how they work
A high degree of independence and motivation as well as the ability to analyze and implement complex issues
Ideally first experience in data analysis and visualization
Very good knowledge of German or English
We work on cutting-edge innovative topics and offer you the opportunity to actively shape change! With us, you will have the opportunity to build up a deep knowledge of relevant future technologies in what is perhaps the most relevant topic of our century for society as a whole: the energy transition. We support your work and your career through:

An interesting and socially relevant topic for your thesis with a forward-looking theme
Highly motivated, international working group in one of the largest research centers in Europe
Intensive supervision at a flexible workplace (100% remote work possible)
Excellent scientific equipment and the latest technology
Flexible working hours and adequate remuneration

In addition to exciting tasks and a collaborative working atmosphere at Jülich, we have a lot more more to offer: https://www.fz-juelich.de/en/careers/julich-as-an-employer/benefits.

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 7.400 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!


Am Institute of Energy Materials and Devices - Photovoltaik (IMD-3) werden neuartige Materialien sowie innovative Bauelementarchitekturen für die nachhaltige Photovoltaik auf der Basis dünner Schichten erforscht. Dabei werden einerseits die physikalischen Grundlagen der hauptsächlich ungeordneten Materialsysteme untersucht, etwa von amorphem und mikrokristallinem Silizium und deren Legierungen, organischen und hybriden Strukturen sowie von diversen funktionalen Oxiden. Andererseits werden zukunftsweisende technologische Anwendungen entwickelt, z.B. Passivier- und Kontaktschichten für Hocheffizienz-Silizium-Heterostruktursolarzellen sowie optimierte Silizium-Dünnschicht-Stapelzellen auf flexiblen Substraten oder für Anwendungen im Bereich der solaren Wasserspaltung.


Verstärken Sie unser Team zum nächstmöglichen Zeitpunkt als


Wissenschaftlicher Mitarbeiter - Entwicklung von hocheffizienten Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen (w/m/d)
Weiterentwicklung von hocheffizienten Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen auf Silizium-Heterojunction-Solarzellen in Zusammenarbeit mit Doktorand:innen
Unterstützung bei der Entwicklung von prozesstechnologischen Strategien zur Erreichung von Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen mit höheren Wirkungsgraden über den Stand der Technik hinaus
Verwertung von Forschungsergebnissen in Form von Publikationen, selbstständig oder in Zusammenarbeit mit Doktorand:innen
Durchführung der Arbeiten im Büro, im Reinraum, in Messlaboren und an Depositionsanlagen

Abgeschlossenes Hochschulstudium (Master) der Physik, Chemie, Elektrotechnik, der Materialwissenschaften oder einer ähnlichen Fachrichtung sowie eine erfolgreich abgeschlossene Promotion
Fundierte Kenntnisse im Bereich der Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen sind für die Forschungsaufgaben unerlässlich
Praktische Kenntnisse im Bereich organische Chemie sind von Vorteil
Stark ausgeprägte kommunikative und organisatorische Fähigkeiten
Hohes Maß an Selbstständigkeit sowie überdurchschnittliche Leistungsbereitschaft
Sehr gute deutsche und englische Sprachkenntnisse in Wort und Schrift
Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit durch:



Einen großen Forschungscampus im Grünen, der beste Möglichkeiten zur Vernetzung mit Kolleg:innen sowie zum sportlichen Ausgleich neben der Arbeit bietet
Wir begleiten Sie von Beginn an: Neuen Kolleg:innen erleichtern wir den Start u.a. durch unsere Welcome Days und unseren Welcome Guide: go.fzj.de/willkommen

Die Entwicklung der Potenziale unserer Mitarbeitenden ist uns ein wichtiges Anliegen - individuelle Weiterbildungsmaßnahmen sind daher für uns selbstverständlich
Optimale Voraussetzungen zur Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben sowie eine familienbewusste Unternehmenspolitik
Flexible Arbeitszeitmodelle und eine attraktive Gleitzeitgestaltung bei einer Vollzeittätigkeit mit 39 Stunden / Woche
Die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, z.B. im Homeoffice, ist grundsätzlich nach Abstimmung und im Einklang mit den anstehenden Aufgaben und (Vor-Ort-)Terminen gegeben
30 Tage Urlaub und eine Regelung für freie Brückentage (z.B. zwischen Weihnachten und Neujahr)
Vermögenswirksame Leistungen und eine betriebliche Altersvorsorge


Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://go.fzj.de/Benefits.


Wir bieten Ihnen eine bis zum 30.06.2027 befriste...

Conducting research for a changing society: This is what drives us at Forschungszentrum Jülich. As a member of the Helmholtz Association, we aim to tackle the grand societal challenges of our time and conduct research into the possibilities of a digitized society, a climate-friendly energy system, and a resource-efficient economy. Work together with around 7,400 employees in one of Europe’s biggest research centers and help us to shape change!

At the Institute of Climate and Energy Systems - Energy Systems Engineering (ICE-1) we focus on the development of models and algorithms for simulation and optimization of decentralized, integrated energy systems. Such systems are characterized by high shares of renewable energies and increasing sector coupling, which leads to high spatial and temporal variability of energy supply and demand as well as a high degree of interdependence of material and energy flows. Our research at the ICE-1 aims to provide scalable and faster-than-real-time capable methods and tools that enable the energy-optimal, cost-efficient, and safe design and operation of future energy systems.

We are offering a

PhD Position - Power System Monitoring and Quantum Communication Maintaining an efficient, sustainable, and stable energy supply requires integrating various technologies, which poses complex challenges for modern energy systems. In particular, given the limited observability of the energy systems advanced monitoring solutions are needed to observe the behavior of the entire system in order to provide reliable data for system monitoring and control.
In this framework, Quantum Key Distribution (QKD), thanks to the cryptographic protocol, can play a key role in ensuring safe communication between the monitoring devices and the control room.
We are currently seeking a PhD student for the following research topics:

Development of QKD-based solutions for innovative monitoring applications
Development of advanced estimation algorithms for the energy grid
Data analysis considering uncertainties and related metrological aspects
Real-time implementation and hardware-in-the-loop (HiL) validation of the proposed methods and tools
Integration of the developed algorithms in real applications
… and more

Excellent university degree (master) in Electrical Engineering, Electronic Engineering, Physics, or a comparable field
Strong mathematical background
Excellent knowledge and experience in programming (e.g. Python, MATLAB, C, C++)
Knowledge of statistical analysis for measurement data
Knowledge of power system monitoring
Interest in energy systems and communication infrastructures, especially regarding power grids
Experience with real-time simulations is welcome
Excellent ability for cooperative collaboration
Very good communication skills in English
Prior German knowledge is not strictly required; it is possible to enroll in language courses organized by the research center
We work on the very latest issues that impact our society and are offering you the chance to actively help in shaping the change! We offer ideal conditions for you to complete your doctoral degree:

Possibility of pursuing a PhD at RWTH Aachen University supervised by Prof. Benigni
A highly motivated research group in one of the biggest research centers in Europe
An excellent scientific and technical infrastructure - both are necessary conditions for a successful PhD thesis at RWTH Aachen within three and a half years
Possibility of flexible working with a mix between remote work and work in presence
Participation in project meetings and conferences
Strong support and mentoring for setting up a future career in science and/or the industry
Further development of your personal strengths, e.g. through an extensive range of training courses; a structured program of continuing education and networking opportunities specifically for doctoral researchers via JuDocS, the Jülich Center for Doctoral Researchers and Supervisors: h...

Ihre Aufgaben: ‎

- Grundlagenforschung im Bereich der Isotopentrennung
- Interesse an der Entwicklung nachhaltiger und innovativer Lösungen
- Weiterentwicklung analytischer und mathematischer Modelle im Bereich Grundlagenforschung ‎
- Aufarbeitung, Zusammenstellung und Bewertung von Ergebnissen‎ von interdisziplinären wissenschaftlichen ‎Fragestellungen
- Eigenverantwortliche Betreuung von internen Projekten inklusive Termin-, Budget- und Ergebniskontrolle‎

Ihr Profil:

- Abgeschlossenes Studium der Physik, Mathematik, Maschinenbau oder einer ähnlichen Fachrichtung, idealerweise mit Promotion
- Erste Berufserfahrung in der Grundlagenforschung
- Gutes naturwissenschaftliches Allgemeinverständnis sowie das Interesse themengebietsübergreifend zu arbeiten
- Neugier auf ein breites Spektrum spannender Themen
- Bereitschaft sich immer wieder in neue Themenkomplexe einzuarbeiten
- Kenntnisse im Bereich der Numerik und Simulation sind von Vorteil
- Freude an technologisch anspruchsvoller Forschung
- Strukturierte, präzise, effiziente und ergebnisorientierte Arbeitsweise
- Ausgeprägte Teamfähigkeit und Motivation
- Ein hohes Maß an Eigeninitiative, Belastbarkeit, Gründlichkeit und Zuverlässigkeit‎

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 7.250 Kolleginnen und Kollegen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Am Institut für Energie- und Klimaforschung - Theorie und computergestützte Modellierung von Materialien in der Energietechnik (IEK-13) leisten wir Beiträge zum grundlegenden Verständnis elektrochemischer Phänomene, zur Entwicklung und Charakterisierung maßgeschneiderter Materiallösungen sowie zur Erprobung und Optimierung neuer Energietechnologien. Zur Erreichung dieser Ziele setzen wir ein breites Spektrum an Methoden und Werkzeugen ein, von physikalisch-mathematischer Theorie und quantenmechanischen Simulationen hin zur Kontinuumsmodellierung. Unser Forschungsprogramm bietet vielfältige Anknüpfungspunkte für die Bewertung von Modellen und Simulationen durch den Vergleich mit Experimenten, den Wissenstransfer zu Materialdesign und -entwicklung sowie Tests und Analysen von der Material- bis hin zur Geräteebene. Ergänzend dazu entwickeln wir eine auf künstlicher Intelligenz basierende Plattform für Datenanalyse sowie Materialdesign und -entwicklung.

Verstärken Sie diesen Bereich zum nächstmöglichen Zeitpunkt als

Doktorand - Theorie und Simulation von Katalysatormaterialien für die Wasserelektrolyse (w/m/d) Wirtschaftlich tragfähige und umweltfreundliche Energietechnologien auf Wasserstoffbasis, wie beispielsweise Brennstoffzellen und Elektrolyseure, sind von enormer strategischer Bedeutung. Für die Kommerzialisierung von Elektrolysetechnologien stellt die effiziente Katalyse der anodischen Sauerstoffentwicklungsreaktion eine zentrale Herausforderung dar. Aufgrund exzellenter katalytischer Aktivität und Stabilität ist Iridiumoxid der Standardkatalysator für die Anodenreaktion in membranelektrolytbasierten Elektrolyseuren. Seltene Vorkommen von Iridium und ein damit einhergehender hoher Marktpreis stellen jedoch schwerwiegende Hindernisse für die Anwendung des Edelmetalls dar. Der neuangestellte Doktorand (w/m/d) wird quantenmechanischbasierte Simulationsmethoden nutzen, um relevante Eigenschaften von Mischoxiden als Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion vorherzusagen. Es soll ein automatisierter Arbeitsablauf für Computersimulationen entwickelt werden, um eine Datenbank von Mischoxiden unterschiedlicher Zusammensetzung zu erstellen. Auf deren Basis sollen grundlegende Deskriptoren für die Aktivitäts- und Stabilitätseigenschaften der Materialien identifiziert werden. Methoden KI-basierter Datenanalytik sollen eingesetzt werden, um mögliche neue Materialkombinationen als Anodenkatalysatoren mit optimierter Leistungsfähigkeit vorherzusagen. Die Computersimulationen werden unter Verwendung der modernsten Supercomputer-Ressourcen des Jülich Supercomputing Centres (JSC) ausgeführt. Die Arbeit wird einen zentralen Beitrag zu den Aktivitäten des German-Canadian Materials Acceleration Centre (GC-MAC: https://gcmac.de) leisten.

Ihre Aufgaben im Detail:

    Entwicklung von automatisierten computergestützten Arbeitsabläufen zur Simulation von Mischoxiden als Elektrokatalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion.
    Beitrag zur Aufklärung der grundlegenden Beziehungen zwischen Struktur, Zusammensetzung und Eigenschaften von Mischoxiden in Bezug auf deren Anwendung als Anodenkatalysatoren in Elektrolyseuren.
    Schaffung der Grundlagen für ein datenbasiertes Design von oxidischen Elektrokatalysatoren unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens, welches gemeinsam mit experimentell ausgerichteten Partnern erprobt und umgesetzt werden soll

    Abgeschlossenes Hochschulstudium (Master) in Physik, Chemie, Materialwissenschaften oder e...