Zatímco ve viditelné/infračervené spektrální oblasti jsou nelineární vlastnosti látek využívané a poměrně dobře známé, znalosti o nelineární odezvě látek v terahertzové spektrální oblasti máme zatím jen velmi omezené. Nedávné semi-klasické výpočty přitom ukazují, že uzavření nábojů v nanostrukturách může vytvořit velmi silné terahertzové nelinearity. Cílem této práce je pozorování, prozkoumání a pochopení nelineární terahertzové odezvy ve vybraných polovodičových nanostrukturách. K tomu bude sloužit především naše experimentální uspořádání pro časově rozlišenou terahertzovou spektroskopii; v případě potřeby budou využity uživatelské infrastruktury (např. ELI Attosecond v Szegedu). V průběhu disertační práce bude zapotřebí adaptovat stávající aparaturu k dosažení intenzivnějších terahertzových impulzů, hlouběji pochopit nelineární terahertzovou odezvu i objemových polovodičů, a přizpůsobit stávající teoretický popis jevů zahrnující simulace pohybu náboje a popis šíření elektromagnetických vln v nehomogenním nelineárním prostředí.
Literatura
- R. W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press (2008).
- C. Klingshirn, Semiconductor Optics, Springer, Berlin, Heidelberg (2007).
- P. Kužel and H. Němec, Terahertz spectroscopy of nanomaterials: a close look at charge-carrier transport, Adv. Opt. Mater. 8, 1900623 (2020).
- R. Ulbricht et al., Carrier dynamics in semiconductors studied with time-resolved terahertz spectroscopy, Rev. Mod. Phys. 83, 543 (2011).
- J. Lloyd-Hughes and T.-I. Jeon, A review of the terahertz conductivity of bulk and nano-materials, J. Infrared Milli. THz. Waves 33, 871 (2012).
- J. Kuchařík, Charge transport in semiconductor nanostructures investigated by time resolved multi terahertz spectroscopy, Doctoral thesis, Charles University in Prague (2019).