Dynamika magnetických příměsí pod vlivem silných optických pulsů

• Název práce v češtině: Dynamika magnetických příměsí pod vlivem silných optických pulsů
• Název v anglickém jazyce: Dynamics of magnetic impurities under influence of strong optical pulses
• Akademický rok vypsání: 2009/2010
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 10.11.2009
• Datum zadání: 10.11.2009
• Konzultanti: prof. Bedřich Velický, CSc.

Zásady pro vypracování

Práce bude probíhat v následujících etapách:
1. Studium úvodní literatury k tématu jak z hlediska fyzikálních principů a jevů [1-5], tak z hlediska použitých metod nerovnovážných Greenových funkcí [6-8] i metod numerických [9,10]. Uvedené citace jsou ilustrativní a budou dále upřesňovány v průběhu práce.
2. Formulace problému přechodového chování magnetické příměsi vyvolaného optickým pulsem daleko od rovnováhy, volba vhodného modelu systému a jeho popis metodou nerovnovážných Greenových funkcí.
3. Volba vhodných aproximací a numerických metod pro řešení problému metodou NGF a jejich implementace.
4. Analýza výsledků, porovnání se zjednodušenými výpočty ve vhodných limitách, případně s experimentálními výsledky.
5. Prezentace výsledků ve formě diplomové práce a případně i odborného článku.

Seznam odborné literatury

[1] J.-Y. Bigot, M. Vomir, and E. Beaurepaire, Nature Physics 2009, doi:10.1038/nphys1285
[2] H. Haug and S.W. Koch, Quantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors, 3rd ed. World Scientific 1994
[3] T. Jungwirth, J. Sinova, J. Mašek, J. Kučera, and A. H. MacDonald, Rev. Mod. Phys. 78 (2009) 809.
[4] J. Wang, Ł. Cywiński, C. Sun, J. Kono, H. Munekata, and L. J. Sham, Phys. Rev. B 77 (2008) 235308.
[5] E. Rozkotová , P. Němec, N. Tesařová, P. Malý , V. Novák, K. Olejnik, M. Cukr, and T. Jungwirth, Appl. Phys. Let. 93 (2008) 232505.
[6] H. Haug and A.P.Jauho, Quantum Kinetics in Transport and Optics of Semiconductors, Springer, Berlin, 1997, 2nd ed. 2007.
[7] M. Bonitz, Quantum Kinetic Theory, Teubner, Stuttgart, 1998.
[8] V. Špička, B. Velický, A. Kalvová, Physica E 29 (2005) 154.
[9] A. Kalvová, B. Velický, Phys. Rev. B 65 (2002) 155329.
[10] Introduction to Computational Methods in Many-Body Physics, M. Bonitz and D. Semkat (Eds.), Rinton Press, Princeton, 2006.

Předběžná náplň práce

Studium dynamiky magnetických příměsí je z teoretického hlediska významným problémem současné teorie mnoha částic a nerovnovážné statistické fyziky. V současné době probíhá i velmi intenzivní experimentální výzkum ultrarychlé dynamiky spinů v různých materiálech a strukturách. Odpovídající teoretický popis je velmi žádoucí. Pro tento popis je nutné zformulovat příslušný model pro magnetické příměsi a jejich vazbu na okolí v závislostí na jeho dimenzi a na parametrech vybraných materiálů. Metodou řešení pro přechodové změny lokálního magnetického stavu příměsi vyvolané optickým pulsem budou nerovnovážné Greenovy funkce (NGF). Pro řešení bude nutno zvolit vhodnou aproximaci pro vlastní energii. Vzhledem ke složité dvoučasové struktuře rovnic pro NGF je nezbytné dovršit práci numerickým řešením daných rovnic.