Original title: Studium optických nelinearit v polovodičích a polovodičových nanostrukturách
Translated title: Studium optických nelinearit v polovodičích a polovodičových nanostrukturách
Authors: Kozák, Martin ; Trojánek, František (advisor) ; Herynková, Kateřina (referee) ; Kužel, Petr (referee)
Document type: Doctoral theses
Year: 2013
Language: cze
Abstract: [cze] [eng]
Tato disertační práce se zabývá studiem nelineárně-optických jevů a ultrarychlé dynamiky excitovaných nosičů náboje v monokrystalickém diamantu, v nanokrystalech diamantu a křemíku. Hlavní část práce je věnována vytvoření uceleného pohledu na dynamiku vysokých hustot excitovaných nosičů v objemovém diamantu (přechod od excitonů a volných nosičů k elektron-děrové kapalině či plazmatu). Pomocí různých metod časově rozlišené laserové spektroskopie je zkoumána pikosekundová dynamika kondenzace elektron-děrové kapaliny v tomto materiálu a experimentálně demonstrována možnost jejího vypaření femtosekundovými pulzy. Navrhujeme zde také dvě nové optické metody pro studium doby života, difúze a rychlosti povrchové rekombinace excitonů v diamantu. Výsledky naměřené těmito metodami jsou teoreticky popsány pomocí difúzní rovnice a porovnány s měřením difrakce na přechodné mřížce. Dále se v práci zabýváme měřením dvou- a třífotonové absorpce a nelineárního indexu lomu diamantu. V nanokrystalickém diamantu je experimentálně studován a podrobně diskutován fyzikální původ generace druhé a třetí harmonické frekvence. V supermřížkách tvořených křemíkovými nanokrystaly v SiO2 jsou studovány nelineární jevy v přechodné absorpci a difúze nosičů metodou přechodné mřížky. This Ph.D. thesis is focused on the study of optical nonlinearities and dynamics of excited charge carriers in monocrystalline diamond, nanocrystalline diamond and silicon. The dynamics of high density carriers in bulk diamond is investigated in detail (the transition from excitons and free carriers to electron-hole liquid or plasma). We study the picosecond dynamics of electron-hole liquid condensation using several techniques of time-resolved optical spectroscopy and demonstrate its evaporation by femtosecond laser pulses. We also propose two new optical techniques for measurement of lifetime, diffusion coefficient and surface recombination velocity of excitons in diamond. The results obtained by these techniques are described theoretically using diffusion equation and compared with the results obtained by the transient grating diffraction measurement. Further we study two- and three- photon absorption and nonlinear refractive index in diamond. In nanocrystalline diamond we study the second and third harmonic generation and its physical origin. In superlattices of silicon nanocrystals in SiO2 matrix we investigate the nonlinear transient absorption dynamics and carrier diffusion.
Keywords: diamond; nanocrystals; nonlinear optics; silicon; time-resolved laser spectroscopy; diamant; křemík; nanokrystaly; nelineární optika; časově rozlišená laserová spektroskopie

Institution: Charles University Faculties (theses) (web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository.
Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/58188

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-327446


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Charles University > Charles University Faculties (theses)
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses