Fotomagnetotransportní jevy ve van der Waalsových heterostrukturách

• Název práce v češtině: Fotomagnetotransportní jevy ve van der Waalsových heterostrukturách
• Název v anglickém jazyce: Photo-magneto-transport phenomena in van der Waals Heterostructures
• Klíčová slova: 2D magnety|van der Waalsovy heterostruktury|efekt blízkosti|magnetorezistence|Hallův jev|fotoproud|spinový ventil|CVD
• Klíčová slova anglicky: 2D magnets|van der Waals heterostructures|proximity effect|magnetoresistance|Hall effect|photocurrent|spintronics|CVD
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: disertační práce
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: Vaibhav Varade, Ph.D.
• Konzultanti: prof. RNDr. Jana Kalbáčová Vejpravová, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Doporučená a související literární rešerše
2. Syntéza van der Waalsových heterostruktur pomocí depozice z chemických par/exfoliace.
3. Charakterizace syntetizovaných 2D krystalů a jejich heterostruktur (RTG difrakce, Ramanův rozptyl, mikroskopie atomárních sil, elektornová mikroskopie, Ramanova spektroskopie a fotoluminescence v externím magnetickém poli, magnetometrie).
4. Návrh a výroba jejich zařízení pomocí laserové litografie, studium foto/magnetotransportních vlastností.
5. Zpracování a analýza dat.
6. Shrnutí výzkumu, zveřejnění výsledků, sepsání a odevzdání práce.

Seznam odborné literatury

[1] M. Gibertini et. al., Magnetic 2D Materials and Heterostructures, Nature Nanotech 14, 408 (2019). https://doi.org/10.1038/s41565-019-0438-6
[2] B. Tang et. al., Recent Developments in Chemical Vapor Deposition of 2D Magnetic Transition Metal Chalcogenides, ACS Appl. Electron. Mater. 4, 7, 3303(2022). https://doi.org/10.1021/acsaelm.2c00425
[3] E. Telford et. al., Layered Antiferromagnetism Induces Large Negative Magnetoresistance in the van der Waals Semiconductor CrSBr, Adv. Mater. 32, 2003240 (2020). https://doi.org/10.1002/adma.202003240
[4] T. Ghiasi, et. al, Electrical and thermal generation of spin currents by magnetic bilayer graphene, Nature Nanotech. 16, 788 (2021). https://doi.org/10.1038/s41565-021-00887-3
[5] D. Zhong, Layer-resolved Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures, Nature Nanotech. 15, 187 (2020). https://doi.org/10.1038/s41565-019-0629-1
[6] T. Song, Giant tunneling magnetoresistance in spin-filter van der Waals heterostructures, Science 360, 6394 (2018). https://doi.org/10.1126/science.aar4851

Předběžná náplň práce

Doktorská práce se zaměří na syntézu a charakterizaci van der Waalsových krystalů a jejich heterostruktur, zejména na bázi excitonových a magnetických vrstev. Hlavním cílem je využití tzv. efektu blízkosti k propojení optických a magnetických vlastností v těchto strukturách. Výzkum dále cílí na návrh a realizaci nových zařízení s využitím technik laserové litografie. Následné experimentální studium magnetotransportu při optické excitaci poskytne zásadní poznatky o funkčnosti a potenciálních aplikacích těchto heterostruktur a zařízení. V konečném důsledku výzkum usiluje o využití efektu blízkosti k realizaci účinných fotospintronických konceptů s vylepšenými funkčními a výkonnostními vlastnostmi.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The doctoral thesis delves into the synthesis and characterization of van der Waals crystals and their heterostructures, with a specific focus on excitonic and magnetic layers. The main goal is to exploit the proximity effect to amalgamate the optical and magnetic properties within these structures. Next, the research aims to design and fabricate novel devices employing laser lithography techniques. The subsequent evaluation of photo-dependent magneto-transport measurements will provide crucial insights into the functionality and potential applications of these heterostructures and devices. Ultimately, the research endeavors to harness the synergistic effects arising from this hybridization process to realize efficient photo-spintronic devices with enhanced functionalities and performance characteristics.