Dvoučásticový model pro popis meziatomárního coulombického rozpadu

• Název práce v češtině: Dvoučásticový model pro popis meziatomárního coulombického rozpadu
• Název v anglickém jazyce: Two-particle model of interatomic Coulombic decay
• Klíčová slova: potenciálový rozptyl, rezonance, excitace, autoionizace, elektronová korelace
• Klíčová slova anglicky: potential scattering, resonance, excitation, autoionization, electron correlation
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: projekt
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav teoretické fyziky (32-UTF)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Přemysl Kolorenč, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 14.05.2018
• Datum zadání: 15.05.2018

Zásady pro vypracování

Práce začne studiem dostupné literatury o použití dvoučásticových modelů pro studium meziatomárních Coulombického rozpadu (ICD) [1,2,3]. Dále bude v rámci projektu navržen a řešen jednoduchý dvou-dimenzionální model s exaktně řešitelným neporušeným hamiltoniánem, ve kterém bude párová interakce mezi elektrony, zodpovědná za ICD, zahrnuta jako porucha. Finálním výsledkem bude zpráva a prezentace na semináři atomové fyziky na ÚTF. V případě úspěchu bude možné navázat bakalářskou prací.

Seznam odborné literatury

[1] L. S. Cederbaum et al.: Giant intermolecular decay and fragmentation of clusters. Phys. Rev. Lett. 79(24), 4778 (1997).

[2] A. Bande et al.: Dynamics of interatomic Coulombic decay in quantum dots. J. Chem. Phys. 135(14), 144112 (2011).

[3] T. Goldzak et al.: Interatomic Coulombic decay in two coupled quantum wells. Phys. Rev. B 91(16), 165312 (2015).

Předběžná náplň práce

Meziatomární coulombický rozpad (ICD) [1] je relaxační auto-ionizující mechanismus, kterým může excitovaný atom předat svou přebytečnou energii sousednímu atomu a tento ionizovat. ICD patří do třídy Feshbachových rezonančních procesů, vykazujících více-elektronový charakter. Teoretické studium takových procesů vyžaduje použití pokročilých metod jako jsou mnoho-částicové Greenovy funkce. V naší skupině k tomuto účelu používáme např. metodu Fano-ADC-Stieltjes, založené na Fanově teorii rezonancí, ADC metodě [2]. V metodě je využívána kvadraticky integrabilní báze technika Stieltjes imaging zajišťuje následně správnou normalizaci a interpolaci diskretizovaného kontinua. Pro kvantitativní výpočty v reálných systémech je metoda velmi úspěšná a efektivní, její složitost ale komplikuje kvalitativní pochopení detailních aspektů procesu.

Projekt je součástí dlouhodobého záměru s cílem vytvořit dvou-dimenzionální numericky exaktně řešitelný efektivní model, simulující ICD v mezi dvěma elektrony zachycenými v potenciálových jámách a interagující efektivní párovou interakcí. Podobné modely již byly vytvořeny a používány ke studiu ICD v kvantových tečkách a dalších efektivně dvou-elektronových polovodičových strukturách [3,4]. Následně budeme na tomto modelu studovat například vliv symetrie počátečního a finálního stavu rozpadu na chování energeticky závislé rozpadové šířky ve Fanově teorii, efekt započítání nebo zanedbání výměnné interakce mezi elektrony a podobně. Cílem aktuálního studentského projektu bude prostudovat existující literaturu na dané téma a dále navrhnout a řešit nejjednodušší možný dvoučásticový model ICD. Tento model by měl být založen na analyticky řešitelném neporušeném hamiltoniánu s poruchovým zahrnutím párové interakce mezi částicemi, zprostředkující ICD. Výstupem projektu bude text shrnující základní výsledky a seminář ve skupině atomové fyziky na ÚTF.