Terahertzová vodivost nositelů náboje v polovodičích
| Thesis title in Czech: | Terahertzová vodivost nositelů náboje v polovodičích |
|---|---|
| Thesis title in English: | Terahertz conductivity of charge carriers in semiconductors |
| Academic year of topic announcement: | 2021/2022 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Petr Kužel, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| Anotace:
Časově rozlišená terahertzová (THz) spektroskopie umožňuje studium odezvy volných nositelů náboje v polovodičích ve spektrální oblasti, kde se nachází frekvence rozptylu nositelů, a v případě málo či středně dotovaných nebo fotoexcitovaných polovodičů, i jejich plazmová frekvence. Lze tak přímo a bezkontaktně měřit Drudeho chování vodivosti; z případných odchylek od tohoto chování je možné upřesnit pohled na transport nábojů. Metoda využívá koherentně generovaných ultrakrátkých (pikosekundových) THz pulsů o frekvenčním rozsahu typicky 0.1–3 THz (0.4–12 meV). Její velkou výhodou je (1) možnost sledování ultrarychlé dynamiky po fotoexcitaci (pump-and-probe experimenty) a (2) fázově citlivá detekce, tzv. elektro-optické vzorkování, umožňující změřit přímo časový profil elektrického pole THz pulsu. V nedávné době byl tento princip přenesen do střední infračervené oblasti (délka pulsu kratší než 100 fs, frekvence až do 60 THz); zmíněná experimentální metoda se obvykle nazývá multi-THz spektroskopie. Oba tyto experimenty byly postaveny v laboratoři terahertzové spektroskopie Fyzikálního ústavu AVČR. V rámci diplomové práce se student naučí samostatně pracovat s těmito aparaturami, a jejím cílem bude změřit vodivostní spektra n- a p-dotovaných polovodičů, a srovnat je s fotovodivostními spektry, v nichž se uplatňují oba typy nositelů. Vzhledem k tomu, že náš experiment multi-THz spektroskopie umožňuje dosáhnout vysokých špičkových polí (> 50 kV/cm), lze navíc v polovodičích s úzkým zakázaným pásem očekávat pozorování nelineárních jevů. Při studiu se zaměříme na GaAs, InP a InSb; některé experimenty se budou též provádět při nízkých teplotách. Pro experimentálně zručného studenta předpokládáme možnost pokračovat disertační prací např. v oblasti spektroskopie nanostrukturovaných polovodičů. |
| References |
| 1. C. F. Klingshirn, Semiconductor Optics (Springer Verlag, Berlin, 1995).
2. S. L. Dexheimer, THz spectroscopy: Principles and applications, (CRC Press, 2008) 3. Reviews: R. Ulbricht, E. Hendry, J. Shan, T. F. Heinz, and M. Bonn, Rev. Mod. Phys. 83, 543 (2011); J. Lloyd-Hughes and T.-I. Jeon, J. Infrared Milli. THz Waves 33, 871 (2012). 4. Další časopisecká literatura dle doporučení |