Studium difuze magnetických iontů v polovodičích pomocí rtg difrakce a spektroskopie

• Název v anglickém jazyce: Study of diffusion of magnetic ions in semiconductors; by x-ray diffraction and x-ray spectroscopy
• Klíčová slova: magnetické polovodiče; difuze;rtg difrakce
• Klíčová slova anglicky: magnetic semiconductors; diffusion; x-ray diffraction
• Akademický rok vypsání: 2012/2013
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Václav Holý, CSc.
• Konzultanti: doc. RNDr. Stanislav Daniš, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Polovodičové struktury s magnetickými ionty rozpuštěnými v krystalové mřížce (diluted magnetic semiconductors) jsou předmětem intenzivního studia pro jejich předpokládané použití ve spintronice. Magnetické vlastnosti těchto materiálů podstatným způsobem závisejí na polohách magnetických iontů v krystalové mřížce; intersticiální polohy těchto iontů obvykle potlačují feromagnetické uspořádání spinů. Pokles koncentrace magnetických iontů v intersticiálních polohách se dosahuje žíháním těchto materiálů po depozici, při němž magnetické intersticiály difundují k povrchu.
Cílem dizertační práce je studium difuze magnetických intersticiálů v homogenních polovodičových vrstvách a laterálních nanostrukturách metodami rtg difrakce a absorpční rtg spektroskopie. Práce bude zahrnovat rtg měření v laboratoři a na synchrotronech a vyhodnocení naměřených dat, jakož i formulaci difuzního modelu a numerické řešení problému difuze v polovodičových nanostrukturách.

Seznam odborné literatury

Pietsch U., Holý V. and Baumbach T., High-Resolution X-Ray Scattering From Thin Films to Lateral Nanostructures, Advanced Texts in Physics, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 2004, 408 pages, 241 figures.
Časopisecké publikace podl pokynů školitele

Předběžná náplň práce

Cílem práce je teoretické a experimentální studium difuze magnetických iontů v polovodičových tenkých vrstvách metodami rtg difrakce a rtg spektroskopie, jakož i numerická simulace procesu difuze

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Semiconductor materials with magnetic ions diluted in the crystal lattice (diluted magnetic semiconductors) are intensively studied in recent years because of their prospective application in spintronic. Magnetic properties of these materials substantially depend on the lattice positions of the magnetic ions; usually magnetic ions in interstitial positions are detrimental for a ferromagnetic ordering of spins. A decrease of the density of magnetic interstitials is usually achieved by a post-growth annealing, causing diffusion of the magnetic interstitials towards the free sample surface.
The aim of the thesis is to study the process of diffusion of magnetic interstitials in homogeneous magnetic semiconductor layers and in semiconductor nanostructures using x-ray diffraction and x-ray spectroscopy methods. The work will include x-ray laboratory and synchrotron measurements, ananlysis of experimental data, a formulation of a diffusion model, and a numerical solution of diffusion in semiconductor nanostructures.