Thesis (Selection of subject)Thesis (Selection of subject)(version: 285)
Assignment details
   Login via CAS
Topologické vlastnosti magneto-optických přechodů
Thesis title in Czech: Topologické vlastnosti magneto-optických přechodů
Thesis title in English: Topological properties of magneto-optic transitions
Key words: feromagnetické materiály, optické vlastnosti, magneto-optický Kerrův jev, topologie, fyzika pevných látek
English key words: ferromagnetic materials, optics, magneto-optic Kerr effect, topology, solid-state physics
Academic year of topic announcement: 2018/2019
Type of assignment: diploma thesis
Thesis language:
Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
Supervisor: Mgr. Jaroslav Hamrle, Ph.D.
Author:
Guidelines
- seznámení se s výpočty elektronové struktury pevných látek pomocí výpočtů z prvních principů (tzv. ab-initio výpočty), např. pomocí Wien2k kódu.
- nalezení diabolických bodů v pevných látkách a určení jejich topologických vlastností (Chernův náboj, Berryho křivost).
- nalezení dominantních optických a magneto-optických přechodů a jejich vztahu k diabolickým bodům
References

[1] Richard M. Martin, Electronic structure: Basic Theory and Practical Methods, Cambridge Press
[2] D. N. Basov et al, Towards properties on demand in quantum materials, Nature Materials 16, 1077 (2017)
[3] Experimental observation of optical Weyl points and Fermi arc-like surface states, J. Noh et al, Nature Physics 13, 611 (2017) 
[4] Topological photonics, L. Lu et al, Nature Photonics 248, 821, (2014) 
Preliminary scope of work
V současné době roste zájem o materiály s topologickými vlastnostmi, založených na objevu rozličných topologických fází v elektronové struktuře pevných látek. Nalezení a popis různých topologických fází je jedním z hlavních cílů současné fyziky pevných látek. Objev nových pevných látek s topologickými vlastnostmi by umožnil novou generaci elektronických a fotonických zařízení s novými možnostmi, jako topologicky chráněný transport nebo manipulace spinu elektronu pomocí elektrického proudu.
Topologické vlastnosti ferromagnetických látek pochází z několika málo bodů elektronové struktury, kde se dva elektronové pásy dotýkají v jednom bodě reciprokého prostoru (tzv. diabolické body). Nalezení těchto bodů je prvním krokem k určení topologických vlastností látek, jako např. Chernův náboj nebo Berryho křivost. Jedna z experimentálních technik k výzkumu topologických vlastností je magneto-optická spektroskopie, ačkoliv vztah mezi magnetooptickými přechody a topologickými vlastnostmi není v současné době zcela pochopený.
Studované materiály budou bcc Fe, fcc Ni a Heuslerova slitina Co2TiAl.
OEM
Preliminary scope of work in English
The past decade has provided an explosion in the field of topological materials, driven by the discovery of various topological phases in electronic structure of solid state. The discovering and experimental realization of new topological states of matter is the central goal of modern solid-state physics, promising new generation of electronic or photonic devices with currently inaccessible functionalities, such as topologically protected transport or spin manipulation by reversing flow of electrons.

In the case of ferromagnets, the topological properties of the materials originate from few points of the materials electronic structure, where two electronic bands touch (cross) each other in a single point in the reciprocal space, so called diabolic points. Therefore, search of those diabolic points in the electronic structure is the first step in determining topological properties of the electrons, such as Chern charge or Berry curvature flow. One of the experimental technique to study or employ those diabolic points are magneto-optic transitions, however the relation between them is not clear at the moment. The investigated materials will be bcc Fe, fcc Ni and Co2TiAl Heusler compound.
OEM
 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html