Magnetooptická excitační spektroskopie kvantové jámy v reálné pásové struktuře
| Thesis title in Czech: | Magnetooptická excitační spektroskopie kvantové jámy v reálné pásové struktuře |
|---|---|
| Thesis title in English: | Magnetooptical excitation spectroscopy of quantum well in realistic band structure |
| Key words: | kvantová jáma, excitační spektroskopie, Landauovy hladiny, Luttingerův hamiltonian |
| English key words: | quantum well, excitation spectroscopy, Landau levels, Luttinger hamiltonian |
| Academic year of topic announcement: | 2021/2022 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Institute of Physics of Charles University (32-FUUK) |
| Supervisor: | prof. RNDr. Roman Grill, CSc. |
| Author: |
| Guidelines |
| OEM
1) Prostudovat základní literaturu týkající se optických přechodů v dvojrozměrných kvantových strukturách umístěných v elektrickém a magnetickém poli. 2) Navrhnout vhodný formalizmus pro popis vlnové funkce excitonu v kvantové jámě v magnetickém poli orientovaném kolmo na jámu. 3) Odvodit hamiltonián systému se započtením realistické struktury valenčního pásu. 4) Navrhnout postup řešení a vyřešit stacionární Schrödingerovu rovnici jak pro základní stav, tak i pro excitované stavy. 5) Spočítat optické vlastnosti systému na bázi materiálu GaAs/GaAlAs. 6) Vyhodnotit získané výsledky, porovnat je s existujícími experimentálními daty a navrhnout optimální strukturu pro experimentální ověření teoreticky předpovězených jevů. |
| References |
| Vybrané kapitoly z:
1) H. Frank: Fyzika a technika polovodičů, SNTL, Praha 1990 2) B. E. A. Saleh, M. C. Teich: Základy fotoniky, matfyzpress 1994 3) G. Bastard: Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures, Les editions de physique, Paris 1992 4) J.H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors, Cambridge University Press, 1998 5) Š. Uxa, Magnetooptical Properties of Semiconductor Quantum Structures, Diplomová práce, MFF UK Praha, 2009 6) Původní časopisecké články týkající se problematiky optických vlastností kvantových struktur |
| Preliminary scope of work |
| Rychlý pokrok v technologii přípravy kvalitních polovodičových kvantových struktur umožňuje realizovat systémy s novými unikátními vlastnostmi i s jejich perspektivním použitím v praktických aplikacích. Pro použití v optoelektronice mají bezprostřední význam optické vlastnosti takových struktur. V případě optické excitace do vyšších kvantových stavů naráží teoretický popis na značné obtíže spojené s chybějící metodikou výpočtu jejich vlastností.
Hlavní náplní práce bude výpočet optické absorpce kvantové jámy v závislosti na energii fotonů. Výpočet bude proveden v kvantové jámě tvořené systémem GaAs/AlGaAs umístěné v magnetickém poli orientovaném kolmo na jámu. Energetické hladiny budou spočteny v modelu Luttingerova hamiltoniánu. Energie optických přechodů zahrne excitonovou interakci páru elektron-díra. Budou analyzovány různé modely popisující řešený systém s cílem navrhnout realistický model poskytující uspokojivé výsledky bez nutnosti extrémně náročných numerických výpočtů. Získané výsledky budou porovnány s dostupnými experimentálními daty a bude navržena struktura a experimentální uspořádání umožňující optimálně pozorovat spočtené jevy. Práce je vhodná pro studenty všech oborů s pozitivním přístupem k teoretické fyzice pevných látek. |