Nelineární optické vlastnosti polovodičových nanostruktur

• Thesis title in Czech: Nelineární optické vlastnosti polovodičových nanostruktur
• Thesis title in English: Nonlinear optical properties of semiconductor nanostructures
• Academic year of topic announcement: 2008/2009
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO)
• Supervisor: doc. RNDr. František Trojánek, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 14.11.2008
• Date of assignment: 14.11.2008
• Date and time of defence: 24.05.2010 00:00
• Date of electronic submission: 24.05.2010
• Date of proceeded defence: 24.05.2010
• Opponents: RNDr. Kateřina Kůsová, Ph.D.
• Advisors: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc.

Guidelines

Práce bude zaměřena na měření optických nelinearit a spektroskopii s vysokým časovým rozlišením níže uvedených materiálů a interpretaci získaných poznatků.

V současné době se prudce rozvíjí výzkum nanomateriálů. Mezi nanomateriály patří polovodičové nanokrystaly, což jsou krystaly polovodiče o velikosti jednotek až desítek nanometrů a obsahující řádově jen stovky atomů. Takto uměle vytvořené nanostruktury vykazují řadu unikátních vlastností, které jsou zcela odlišné od vlastností objemových polovodičových materiálů. Základní i aplikační výzkum se v současné době soustřeďuje v těchto materiálech na studium ultrarychlých procesů a optických nelinearit.

Jedním z vhodných nástrojů jsou metody časově rozlišené laserové spektroskopie (časově rozlišená absorpce, luminiscence, aj.), které jednak dosahují vysoké časové rozlišení (v laboratořích katedry KCHFO 10-13 ? 10-11 s) a jednak dostatečně vysoké špičkové hustoty výkonu (až 1017 W/cm2) umožňující studovat nelineární optické vlastnosti látek.

Jedním z intenzivně studovaných materiálů je nanokrystalický křemík, u kterého je pozorováno zvýšení účinnosti luminiscence o mnoho řádů oproti klasickému, krystalickému křemíku. Je zde proto reálná možnost využít nanokrystalický křemík v optoelektronice a fotonice a možná se podaří vytvořit i křemíkový laser.

Velký aplikační potenciál mají také nanokrystaly III-V polovodičů (InAs, InGaAs, InAlAs) připravovaných moderními metodami molekulární svazkové epitaxe nebo chemickou depozicí z plynné fáze.

References

[1] U. Woggon, Optical Properties of Semiconductor Quantum Dots, Springer-Verlag, Berlin, 1997.
[2] N. Peyghambarian, S. W. Koch, A. Mysyrowicz, Introduction to Semiconductor Optics, Prentice-Hall, New
Jersey, 1993.
[3] R. W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press, San Diego, 1992.
vybrané články z odborných časopisů

Preliminary scope of work

V současné době se prudce rozvíjí výzkum nanomateriálů. Mezi nanomateriály patří polovodičové nanokrystaly, což jsou krystaly polovodiče o velikosti jednotek až desítek nanometrů a obsahující řádově jen stovky atomů. Takto uměle vytvořené nanostruktury vykazují řadu unikátních vlastností, které jsou zcela odlišné od vlastností objemových polovodičových materiálů. Základní i aplikační výzkum se v současné době soustřeďuje v těchto materiálech na studium ultrarychlých procesů a optických nelinearit.

Jedním z vhodných nástrojů jsou metody časově rozlišené laserové spektroskopie (časově rozlišená absorpce, luminiscence, aj.), které jednak dosahují vysoké časové rozlišení (v laboratořích katedry KCHFO 10-13 ? 10-11 s) a jednak dostatečně vysoké špičkové hustoty výkonu (až 1017 W/cm2) umožňující studovat nelineární optické vlastnosti látek.

Jedním z intenzivně studovaných materiálů je nanokrystalický křemík, u kterého je pozorováno zvýšení účinnosti luminiscence o mnoho řádů oproti klasickému, krystalickému křemíku. Je zde proto reálná možnost využít nanokrystalický křemík v optoelektronice a fotonice a možná se podaří vytvořit i křemíkový laser.

Velký aplikační potenciál mají také nanokrystaly III-V polovodičů (InAs, InGaAs, InAlAs) připravovaných moderními metodami molekulární svazkové epitaxe nebo chemickou depozicí z plynné fáze.