Doctoral Thesis

Magneto optical studies of solid states materials

Final Thesis 16.91 MB Summary of Thesis 3.99 MB

Author of thesis: Artur Solodovnyk, Ph.D.

Acad. year: 2022/2023

Supervisor: doc. Dr. Ing. Petr Neugebauer, Ph.D.

Reviewers: Dr. Hans Malissa , Prof. Johan van Tol

Abstract:

Electrically detected magnetic resonance (EDMR) is a sensitive and powerful technique for the determination of fundamental intrinsic properties of semiconductive solid-state materials. This work describes the fundamental theory of electron paramagnetic resonance and EDMR spectroscopy, in particular, several models of spin-dependent recombination are reviewed. The instrumental and software parts are presented, as well as the development of a new sample holder specific for EDMR. We intend to bring EDMR investigations to a new level, by developing a setup, which will operate at frequencies up to 1.1 THz and external magnetic field up to 16 T. Taking into account the possibilities of a home-built THz Frequency-Domain Rapid Scan (THz FraScan) spectrometer located in CEITEC BUT, samples will be characterized using both magnetic field and frequency sweeps. Thus, compared to the conventional continuous wave (CW) EDMR, this will allow obtaining not only the dependence of the voltage change on the external magnetic field at a given microwave frequency but also measuring frequency-field maps.

Keywords:

Electron paramagnetic resonance, electrically detected magnetic resonance, spectroscopy, THz, SiC

Date of defence

20.04.2023

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of defence

Disertační práce pana Solodovnyka popisuje teorii elektronové paramagnetické resonance a spektroskopie EDMR v jejímž rámci je nastíněno několik modelů spinově závislé rekombinace. Instrumentační a softwarové části jsou představeny spolu s vývojem nového držáku vzorku přímo pro EDMR. Cílem bylo pozvednout výzkum na poli EDMR na vyšší úroveň pomocí vývoje zařízení, které bude pracovat při frekvencích až do 1.1 THz a externím magnetickém poli do 16 T. Elektricky detekovaný EPR (EDMR) je výkonná technika pro charakterizaci defektů v polovodičích. Protože EDMR může být extrémně citlivé, lze jej použít ke studiu transportu zahrnujícího spinové stavy blízko povrchových nebo epitaxních vrstev. Schopnost multifrekvenčního a vysokofrekvenčního rozmítání, která je zde cílem, může výrazně přispět k polem polovodičů a kvantových informací. Elektronová paramagnetická rezonance je relativně vzácná a zařízení, kde lze měřit EDMR, jsou ještě vzácnější. Vývoj tohoto spektrometru je proto aktuální a může být skvělým nástrojem pro velkou skupinu vědců. Vývoj tohoto nastavení je důležitý pro komunity fyziky polovodičů, vývoj zařízení a kvantové výpočty. Zvláště důležitá je zvýšená citlivost. Téma práce je aktuální a cíle byly jasně stanoveny. Student prokázal dobrou schopnost řešit problém, protože to vedlo k funkčnímu spektrometru. V průběhu obhajoby pan Solodovnyk zodpověděl dotazy oponentů a členů komise výborně a prokázal výbornou orientaci ve zkoumané oblasti.

Language of thesis

English

Faculty

Středoevropský technologický institut VUT

Department

Central European Institute of Technology BUT

Study programme

Advanced Materials and Nanosciences (STIAMN)

Field of study

Advanced nanotechnologies and microtechnologies (PNTMT)

Composition of Committee

prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda)
Dr. Johan van Tol (člen)
Dr. Hans Malissa (člen)
prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc. (člen)
Prof. Ing. Pavel Hazdra, CSc. (člen)

Supervisor’s report
doc. Dr. Ing. Petr Neugebauer, Ph.D.

viz posudek v pdf.
File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 88,94 kB

Reviewer’s report
Dr. Hans Malissa

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 151,58 kB

Reviewer’s report
Prof. Johan van Tol

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 120,68 kB