Spinově závislé optické kvazirovnovážné nelinearity v polovodičích
| Název práce v češtině: | Spinově závislé optické kvazirovnovážné nelinearity v polovodičích |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Spin-dependent optical quasi-equilibrium nonlinearities in semiconductors |
| Klíčová slova: | optika polovodičů|spinově-závislé jevy|kvazirovnovážné optické nelinearity |
| Akademický rok vypsání: | 2023/2024 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D. |
| Řešitel: |
| Zásady pro vypracování |
| Cílem práce je vývoj kódu pro řešení Bethe-Salpeterovy rovnice pro optickou susceptibilitu se správným kvalitativním zahrnutím reálné pásové struktury studovaného materiálu. Za tímto účelem bude třeba zobecnit používané metody [1,3] pro modelové bezstrukturní dvoupásové modely na reálnou mnohopásovou situaci (se zaměřením zejména na správné zahrnutí efektů spinu) a naimplementovat toto zobecnění numericky. Otázkou samostatné práce a tvořivosti bude zahrnutí mnohočásticových efektů do tohoto formalismu, které se provádí na aproximativní úrovni a není v tuto chvíli zcela jasné, jak standardní aproximaci rozšířit na spinově závislý případ. Získané výsledky pak budou porovnány s experimentálními zjištěními [2] a v případě rozumné shody bude tato práce téměř jistě publikovatelná ve formě článku. |
| Seznam odborné literatury |
| [1] H. Haug & S. W. Koch, Quantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors, World Scientific (1990)
[2] P. Němec et al., Phys. Rev. B 72, 245202 (2005); P. Horodyská et al., Journal of Applied Physics 116, 053913 (2014) [3] A. Joshua & V. Venkataraman, Phys. Rev. B77, 085202 (2008); J. Phys.: Condens. Matter 21, 445804 (2009) a množství specializovaných odborných článků, jejichž seznam bude poskytnut po osobní konzultaci |
| Předběžná náplň práce |
| Práce pojednává o výpočtu optických vlastností polovodičů ozářených kruhově polarizovaným světlem, konkrétně jde o výpočet absorpčního koeficientu v pump-probe experimentu v režimu dosažení kvazirovnovážného stavu po excitaci pumpovacím pulsem. Toto uspořádání vede v nepolarizované verzi ke známým optickým nelinearitám [1], jejichž spinové zobecnění je stále otevřené. Toto téma je bezprostředně motivováno experimentálními daty získanými v místní optické skupině Prof. Petra Němce [2], s nimiž budou obdržené teoretické výsledky porovnávány. Po technické stránce jde o řešení Bethe-Salpeterových rovnic pro optickou susceptibilitu se správným zahrnutím spinově-závislých efektů pásové struktury na jednočásticové, ale i mnohočásticové úrovni, což problém činí náročným po koncepční stejně tak jako numerické stránce.
Práce je vhodná pro teoreticky zaměřené studenty oboru optika či kondenzovaných látek, dále pro teoretické fyziky a rovněž pro studenty matematického modelování. |