Elektronové excitace v topologických izolátorech

Bc. Miloš Hronček

Master's thesis

Electronic excitations in topologic insulators

Abstract:

This work is the result of the examination of 8 samples of layers of topological insulators $\rm{Bi_2(Se_{1-x}Te_{x})_3}$ with thicknesses between 200-600 nm on the BaF$_2$ substrate. The molar concentration $\rm{Bi_2Te_3}$ in $\rm{Bi_2Se_3}$ was covering the interval 0-100 \%. Reflectivity and ellipsometry measurements in spectral range 30$\rm{cm^{-1}}$ to 52500$\rm{cm^{-1}}$ (0,04eV - 6,5eV) were performed and Drude-Lorentz model was used to obtain dielectric functions. Thickness of the layers, concentration of free charge carriers, broadening factor of the Drude term, dependence of the absorption edge on the molar concentration $\rm{Bi_2Te_3}$ in $\rm{Bi_2Se_3}$, conductivity, conductance and depolarization spectrum was determined.

Abstract:

Táto práca je výsledkom skúmania skupiny 8 vzoriek vrstiev topologických izolátorov $\rm{Bi_2(Se_{1-x}Te_{x})_3}$ s hrúbkami medzi 200-600 nm na substráte BaF$_2$. Molárna koncentrácia $\rm{Bi_2Te_3}$ v $\rm{Bi_2Se_3}$ pokrývala interval 0-100 \%. Meranie reflektivity a elipsometrie v rôznych spektrálnych oboroch bolo použité na modelovanie dielektrických funkcií pomocou Drudeho-Lorentzovho modelu na intervale od 30 $\rm{cm^{-1}}$ do 52500 $\rm{cm^{-1}}$ (0,04 eV - 6,5 eV). Bola určená hrúbka vrstiev, koncentrácia voľných nositeľov, rozšírenie Drudeho členu, závislosť absorpčnej hrany na molárnej koncentrácií $\rm{Bi_2Te_3}$ v $\rm{Bi_2Se_3}$, spektrum vodivosti, povrchovej vodivosti a depolarizácie.

Kľúčové slová

Topologický izolátor, Reflektometria, Elipsometria, Dielektrická funkcia, Optické konštanty, $\rm{Bi_2(Se_{1-x}Te_{x})_3}$, Tenká vrstva, Topological insulator, Reflectometry, Ellipsometry, Dielectric function, Optical constants, Thin film

Jazyk práce: Slovak

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 8. 1. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 10. 2. 2015
• Vedúci: doc. Mgr. Adam Dubroka, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Physics / Condensed Matter Physics