Topologickéizolátory představují novou třídu materiálů s unikátními elektronickými vlastnosti. Jedná se o objemová dielektrika, ovšem díky velmi silné L-S vazbě bvznikají na povrchu materiálu zvláštní povrchové stavy s nulovou šířkou zakázaného pásu. Tyto stavz jsou "topologicky stabilní", tj. imunní proti vlivu strukturních defektů. Pásová struktura povrchových stavů vykazuje Diracovy kužele podobně jako v grafénu, spin těchto stavů je polarizován vždz kolmo k jejich k-vektoru. Cílem práce je studium struktury a částečně i elektronové struktury povrchových stavů v epitaxních vrstvách BiTe, BiSe a Bi(Te,Se) deponovaných na podložce BaF2 molekulární epitaxe. Pozornost bude věnována důkladné analýze fázového složení vzorků, protože vzorky mohou obsahovat různé fáze Bi_n (Te,Se)_m s různou elektronovou strukturou. Důležitým parametrem je také strukturní dokonalost jednotlivých fází, tj. přítomnost vrstevných chyb v bazálních rovinách. Bude též studována struktura těchto materiálů dopovaných magnetickými příměsemi (především ionty Mn), cílem práce bude určení poloh iontů v mřížce.
Práce je převánžně experimentální povahy, budou použity různé rtg metody jako je rtg difrakce sa vysokým rozlišením, rtg fluorescence a rtg absorpční spektroskopie (metody XANES a EXAFS). Měření bude kombinováno s pěřením úhlově a spinově rozlišené fotoemise (metoda ARPES). Měření bude prováděno v rtg laboratoři katedry a na různých synchrotronech v zahraničí. Vyžadujeme velmi dobré až vynikající znalosti teorie pevných látek, dostatečné experimentální zkušenosti s rtg difrakcí a dobré znalosti programování a zpracování dat.
Seznam odborné literatury
podle pokynů vedoucího práce
Předběžná náplň práce
Trojrozměrné topologické izolátory mají velmi důležité a zajímavé fyzikální vlastnosti, zejména co se povrchových elektronových stavů týká. V současné době je jen velmi málo znalostí o povrchových elektronových stavech v tenkých epitaxních vrstvách topologických izolátorů. Cílem práce je studium struktury epitaxních vrstev topologických izolátorů pomocí metod rtg difrakce, rtg absorpcí, rtg fluorescencí a úhlově a spinově rozlišenou fotoelektronovou spektroskopií.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Three-dimensional topological insulators have significant physical properties of the surface electronic states. However, only a few experiments have been reported on epitaxial layers of these materials so far. The aim of the work is to study their structural properties and the dependence of the electronic properties on the structural quality of the epitaxial layers. We will use mainly x-ray scattering methods to study the structural properties and angular-resolved photo-electron and infrared spectroscopy to study the electronic states in the material. The obtained results will be compared to the measurements of the transport properties, electron microscopy and scanning probe microscopy.
