Dvouelektronový model pro popis meziatomárního coulombického rozpadu
| Název práce v češtině: | Dvouelektronový model pro popis meziatomárního coulombického rozpadu |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Two-electron 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: | 2020/2021 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Ústav teoretické fyziky (32-UTF) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Přemysl Kolorenč, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 02.10.2020 |
| Datum zadání: | 02.10.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 30.12.2020 |
| Datum a čas obhajoby: | 08.07.2021 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 27.05.2021 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 27.05.2021 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 08.07.2021 |
| Oponenti: | doc. RNDr. Martin Čížek, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| Cílem bakalářské práce bude nastudovat existující literaturu na dané téma a dále navrhnout a řešit jednoduchý dvou-částicový model ICD. Tento model by měl být založen na analyticky řešitelném neporušeném hamiltoniánu (dvě pravoúhlé potenciálové jámy) s poruchovým zahrnutím párové interakce mezi částicemi, zprostředkující ICD. Na tomto modelu bude student následně studovat závislost doby života metastabilního stavu na různých volitelných parametrech modelu, jako je vzdálenost jam nebo energie odcházejícího elektronu. |
| Seznam odborné literatury |
| [1] T Jahnke: J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 48 082001 (2015).
[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). [4] T. Miteva et al.: Interatomic Coulombic Decay Mediated by Ultrafast Superexchange Energy Transfer. Phys. Rev. Lett. 119, 083403 (2017) [5] P. Votavová et al.: Mechanism of superexchange interatomic coulombic decay in rare-gas clusters. Phys. Rev. A, 100, 022706 (2019). [6] C. W. Hsu et al.: Bound states in the continuum. Nature Reviews Materials 1, 16048 (2016) |
| Předběžná náplň práce |
| Meziatomární coulombický rozpad (ICD) [1] je relaxační auto-ionizační mechanismus, kterým může excitovaný atom předat svou přebytečnou energii sousednímu atomu. 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. Pro kvantitativní výpočty v reálných systémech jsou tyto postupy úspěšné a efektivní, jejich složitost ale komplikuje kvalitativní pochopení detailních aspektů procesu.
Práce je součástí dlouhodobého záměru s cílem vytvořit málo-dimenzionální numericky exaktně řešitelný efektivní model, simulující ICD 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 [2,3]. Následně budeme na tomto modelu studovat například vliv symetrie počátečního a finálního stavu rozpadu na chování rozpadové šířky ve Fanově teorii, efekt započítání nebo zanedbání výměnné interakce mezi elektrony a podobně. Po rozšíření modelu na tři částice bude možné studovat také nedávno popsaný mechanismus "superexchange ICD" [4,5], případně interferenční jevy mezi dvěma blízkými rezonančními stavy, vedoucími potenciálně až k jevu zvanému "bound states in continuum" [6]. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Interatomic Coulombic decay (ICD) [1] is auto-ionization relaxation mechanism, bych which an excited atom can efficiently transfer its excess energy to a neighboring atom or molecule. ICD belongs to the class of Feshbach resonances, which are inherently of many-electron character. Theoretical study of such processes requires the use of advanced methods such as many-particle Green's functions. For quantitative computations such methods can be efficient and successful, however, their complexity often prevents detailed understanding of physical aspects of the process.
Proposed project is part of a long-term plan to develop a two-dimensional, numerically exactly soluble model which simulates ICD in a system of two electrons localized in potential wells and interacting through an effective pair interaction. Similar models can be used to study ICD in quantum dots and other effectively two-electron semiconductor structures [2,3]. Using this model we can study, e.g., the dependence of the decay widths on the symmetry of initial and final states or the effects of exchange interaction between the electrons on the decay process. After generalization to three electrons it will be possible to study in detail also the recently proposed superexchange mechanism of ICD [4,5], or even interference effects between two overlapping resonance states, leading potentially to an intriguing "bound states in continuum" phenomenon [6]. |