Facebook Instagram Twitter RSS Feed Back to top on side

Témy doktorandského štúdia

Elektrotechnický ústav SAV, v. v. i.

Názov témy
Príprava nízko-dimenzionálnych materiálov a výskum opto-elektrických vlastností pre kvantové (jednofotónové) emitory
Program DŠ
Fyzika kondenzovaných látok a akustika
Meno školiteľa/-ky
doc. Ing. Viera Skákalová, DrSc.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK
Stručná anotácia
Cieľom projektu je výskum opto-elektrických vlastností nekonvenčných polovodičov so širokej škály nízko-dimenzionálnych materiálov pre kvantové emitory pracujúce v rozsahu NIR pri izbovej teplote.
Navrhnuté opticky aktívne materiály: dvoj-dimenzionálne (2D) heteroštruktúry grafénu a 2D-CuI, 2D-AgI, 2D-BiI3, 2D-NiI2, 2D-SiO2, ako aj nanokryštalický diamant (NCD) dopovaný Si, N, B, P.
Príprava: 2D materiály budú pripravené chemickou cestou priamo medzi vrstvami grafénu; zapuzdrenie 2D vrstvy v graféne je dôležite pre stabilizáciu aj takých 2D štruktúr, ktoré neexistujú pri bežných podmienkach. Diamantová štruktúra bude rastená na kremíkových substrátoch pomocou CVD metódy podporenej mikrovlnnou plazmou (MWPECVD). V priebehu CVD syntézy budú NCD modifikované dopantami Si, N, B, P v rôznych koncentráciách.
Charakterizácia materiálu a vlastností: Atomárna konfigurácia skúmaných materiálov bude študovaná v úzkej spolupráci s Viedenskou univerzitou pomocou skenovacieho transmisného elektrónového mikroskopu (STEM) s atomárnym rozlíšením. Vyriešenie mriežkových parametrov umožní výpočet elektrónových stavov heteroštruktúry. Fotoemisné spektrá (XPS) a ARPES budú merané v spolupráci s Univerzitou Cergy-Paris, kde sa experimentálne overí teoretická elektrónová štruktúra skúmaného materiálu a koncentrácia dopantov v NCD. Optické vlastnosti luminiscenčných mikrokryštáloch ako je šírka optickej medzery, doba života excitónu a kvantová emisia, budú študované meraním UV-VIS-IR absorpčných a Ramanovych spektier a fotoluminiscencie a budú korelovane s teoretickou štruktúrou elektrónových stavov. 2D materiály, ktoré preukážu významnú fotoemisiu pri vhodných vlnových dĺžkach, budú vybrané pre prípravu elektronických prvkov na báze 2D heteroštruktúr. Elektrický transport 2D heteroštruktúr a dopovaných NCD bude meraný v rozsahu teplôt 1,5K do 350K. Dôležité informácie o opto-elektronických vlastnostiach získame meraním fotovodivosti v DC a AC režime a Hallovými meraniami v širokom rozsahu teplôt.
Výsledky práce by mohli významne prispieť k systematickému vyhodnoteniu vlastností materiálov vhodných pre aplikácie v oblasti kvantových emitorov.