ŠIKULA, M. Infračervená magneto-spektroskopie polovodičů Rashbova typu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2015.

Posudek vedoucího

Orlita, Milan

Předložená diplomka shrnuje výsledky více než roční práce Bc. Marka Šikuly v oblasti magneto-optické spektroskopie polovodičů se silným spinovým štěpením elektronických stavů Rashbova typu, které představují novou třídu materiálů ve dnešní spintronice. Do projektu studia těchto systémů se Marek zapojil během svého pobytu v Národní laboratoři silných magnetických (CNRS) v Grenoblu, který jako student VUT Brno absolvoval v roce 2014 (únor-srpen) v rámci výměnného programu Erasmus. Od samého počátku Marek přistupoval velmi aktivně a samostatně ke všem zadaným úkolům, které zahrnovaly přípravu tenkých vrstev studovaných materiálů, jejich charakterizaci pomocí optických a transportních technik, následná magneto-reflexní a magneto-transmisní měření v silných magnetických polích, interpretaci získaných dat, stejně tak jako modelování těchto dat na základě dostupného teoretického popisu elektronové pásové struktury BiTeX materiálů (standardní Rashbův model spin-orbitální interakce). Obzvláště důležitým byl Markův přínos v technologii přípravy tenkých vrstev, které umožnily předtím nerealizovatelné transmisní experimenty ve střední infračervené spektrální oblasti a rozhodující podíl měl Marek také na modelování experimentálních dat. Jednotlivé úkoly vyplývající z řešeného projektu Marek v průběhu celého uplynulého roku plnil spíše jako zkušený doktorand než student inženýrského cyklu. Nutnou součástí Markovy práce byla i formulace a (úspěšné) podání projektu (GSC31-114: High-field magneto-transmission of BiTeI and BiTeCl, EMFL call 114), který umožnil v říjnu a listopadu 2014 realizovat rozhodující část optických experimentů v silných magnetických polích, které jsou v předložené práci prezentovány. Výsledky jsou momentálně připravovány k publikaci ve spolupráci s kolegy z University of Strathclyde a Budapešťské techniky (Dr. M. V. Yakushev a Dr. S. Bordacs). Hlavním výsledkem této diplomové práce je stanovení limitů platnosti jednoduchého Rashbova modelu pro BiTeI a BiTeBr. Porovnání experimentálních dat s teoretickým modelem jasně ukazuje vhodnost tohoto modelu pro kvalitativní popis vodivostního pás v obou těchto materiálech, jeho jednoduchost však již neumožnuje dosáhnout kvantitativní shody teorie s experimentálními daty. Diplomová práce Marka Šikuly je napsána v anglickém jazycem, její text má šedesát stran je rozčleněn do osmi na sebe navazujících kapitol. Vlastní text práce začíná stručným ůvodem do tematiky polovodičů se silným spinovým štěpením elektronických stavů Rashbova typu, pokračuje popisem přípravy vzorků a jejich charakterizace. Jádrem práce jsou kapitoly 5-7, kde je prezentována většina z experimentálních výsledků práce spolu s teoretickými modely. Také po formální stránce má diplomová práce velmi zdařilá, místy by čtivosti anglického textu prospěly drobné reformulace/korekce, to však nic nemění na vysoké úrovni této práce. Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A.

Posudek oponenta

Dubroka, Adam

Předkládaná diplomová práce pojednává o měření a jejich interpretaci materiálů BiTeI, BiTeCl a BiTeBr s obřím štěpením Rashbova typu pomocí infračervené spektroskopie v magnetických polích až 35 T. Kapitola druhá a třetí předkládané práce je věnovaná podrobnému úvodu do fyzikálního pozadí a popisu Rashbova štěpení, Landauových hladin a do studovaných materiálů. Velmi oceňuji podrobnost a čitelnost tohoto úvodu do této velmi specifické problematiky, která může být užitečná pro studenty začínající v této oblasti. Kapitola čtvrtá je věnována přípravě vzorků, která se ukázala být jedním z klíčových bodů experimentu. Jednalo se o přípravu vzorků o tloušťce několika málo mikrometrů tak, aby byl měřitelný signál i z oblastí blízko plasmové hrany, kde pro tlustší vzorky je již signál neměřitelně malý. Autorovi se tak podařilo získat data z frekvenční oblasti, která zatím nebyla publikovaná. Kapitola pátá je věnovaná popisu měření a výsledkům jak na aparatuře se supravodivým magnetem pro pole do 13 T, tak s rezistivním magnetem pro pole do 35 T. Tyto experimenty byly vykonány během pobytu v národních laboratořích intenzivních magnetických polí v rámci CNRS v Grenoblu ve Francii. Aby autor mohl porovnat a interpretovat měřené výsledky, kapitola šestá je věnovaná výpočtu infračervené propustnosti na základě Kubo-Greenwoodovy formule a spektra Landauových hladin systému odpovídající jednoduchému modelu Rashbova štěpení. Výsledky experimentu jsou kriticky srovnány s výsledkem výpočtu v kapitole sedmé. Je konstatována dobrá kvalitativní shoda. V určitých kvantitativních parametrech se výpočet liší, což je interpretováno jako odchylka od jednoduchého parabolického průběhu pásové struktury, která byla předpokládaná pro výpočet. Diplomová práce je svým obsahem velmi moderní jak co se týče studovaných materiálů, které spadají do oblasti spintroniky, tak vybraných metod a to infračervené spektroskopie v extrémních magnetických polích až do 35 T. Taková měření jsou možná jen na několika málo místech na světě. Zpracování práce je velmi pečlivé, jak co se týče velmi dobré jazykové úrovně angličtiny, tak obsahové, kdy práce je velmi informativní, přehledná a dobře čitelná. Velmi oceňuji netriviální výpočty provedené v práci nutné pro kvantitativní srovnání s experimentem. Celkově tak práce představuje velmi kvalitní a sebevědomý vědecký výsledek, který je rozhodně publikovatelný a velmi pravděpodobně i publikovaný bude. Nemám tedy žádných pochyb o celkovém hodnocení této práce známkou A a navrhuji komisi tuto práci přijmout jako úspěšnou diplomovou práci.

eVSKP id 83638