izpis_h1_title_alt

Raziskave ultrahitre vzbuditve faznega prehoda v 1T-TaS$_2$ s pikosekundnim električnim sunkom
ID Venturini, Rok (Author), ID Mihailović, Dragan (Mentor) More about this mentor... This link opens in a new window

.pdfPDF - Presentation file, Download (6,21 MB)
MD5: 63303855E3D53F7FAAE37B9AC3E4BF44

Abstract
V magistrskem delu predstavimo eksperimentalno delo s plastovitim materialom 1T-TaS$_2$. Najprej obravnavamo stanje vala gostote naboja, pri katerem pride do nehomogene razporeditve elektronskega naboja ob sočasni deformaciji rešetke. Nato se posvetimo materialu 1T-TaS$_2$ in opišemo njegov ravnovesni fazni diagram, v katerem nastopa več različnih faz vala gostote naboja ter superprevodno stanje. Predstavimo nedavno odkrito metastabilno skrito stanje, ki ga ni mogoče opaziti na ravnovesnem faznem diagramu in ga lahko vzbudimo z laserskim ali električnim sunkom. Opišemo že izvedene meritve z električnimi sunki na 1T-TaS$_2$ in pojasnimo princip generacije ultrakratkih električnih sunkov z absorpcijo laserskega sunka na polprevodniku. V nadaljevanju se posvetimo eksperimentalnemu delu in predstavimo izdelavo mikrovezja z optično litografijo za električne meritve na kristalu 1T-TaS$_2$. Izvedemo eksperiment na substratu PMMA, s katerim smo opazili bistveno spremembo v temperaturi faznega prehoda med ravnovesnima fazama vala gostote naboja v 1T-TaS$_2$. V nadaljevanju predstavimo polprevodnik CdMnTe, na katerem z litografijo izdelamo vodnik s stikalom, ki omogoča generacijo in detekcijo ultrakratkih električnih sunkov. Zasnova eksperimenta je zanimiva tudi širše od same meritve na 1T-TaS$_2$, saj so vzbuditve z ultrakratkimi električnimi sunki aktualno raziskovalno področje in v literaturi še nismo zasledili izdelave električnega vezja na substratu, ki bi omogočalo sočasno generacijo in detekcijo pikosekundnih električnih sunkov ter njihovo uporabo za vzbuditev faznega prehoda v materialu. Pokažemo detekcijo električnega polja v substratu izvedemo s pomočjo Pockelsovega pojava in meritev z laserjem vzbujenega električnega toka med elektrodama. Predstavimo generacijo električnih sunkov, ki so dolgi le eno pikosekundo in dosegajo amplitudo okoli \SI{0.1}{\volt}. Izmerimo potovanje električnega sunka po vodniku in opazimo zanimivo spremembo v obliki sunka, ki je še ne znamo popolnoma razložiti. Zaradi nizke amplitude električnega sunka pripravimo načrt za spremembe v eksperimentu, s katerimi bomo lahko v prihodnjih eksperimentih dosegli večje napetosti v električnih sunkih za vzbuditev preklopa kristala 1T-TaS$_2$ v metastabilno stanje.

Language:Slovenian
Keywords:1T-TaS$_2$, pikosekundni električni sunek, metastabilno skrito stanje, Pockelsov pojav, CdMnTe
Work type:Master's thesis/paper
Typology:2.09 - Master's Thesis
Organization:FMF - Faculty of Mathematics and Physics
Year:2019
PID:20.500.12556/RUL-110758 This link opens in a new window
COBISS.SI-ID:3372132 This link opens in a new window
Publication date in RUL:19.09.2019
Views:1424
Downloads:232
Metadata:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Copy citation
Share:Bookmark and Share

Secondary language

Language:English
Title:Research of ultrafast phase switching in 1T-TaS$_2$ by a picosecond electrical pulse
Abstract:
In this thesis, we present experimental work on a layered material 1T-TaS$_2$. We begin by presenting a charge density wave - a state of matter with distorted atomic lattice accompanied with the periodic modulation of conducting electron density. Then we focus on a 1T-TaS$_2$ and present its phase diagram which includes distinct charge density wave phases and a superconducting state. We describe recently discovered metastable state in 1T-TaS$_2$ that cannot be found on an equilibrium phase diagram of the material and can be excited by a laser or an electric pulse. Previous measurements and characterization of electrical switching of a 1T-TaS$_2$ is shown and picosecond electrical pulse generation by a laser excitation is presented. In experiments, optical lithography is used for microfabrication of electronic circuits for electrical measurements of 1T-TaS$_2$ crystals. Experiments on a PMMA substrate are presented, showing a significant change in a phase transition temperature between equilibrium charge density phases. We proceed by presenting a semiconductor CdMnTe, on which we fabricate a coplanar waveguide for picosecond electric pulse generation and detection with Pockels effect. To our knowledge, such experiment with picosecond electric pulse generation and detection for ultrafast phase switching of a material has not yet been reported, so it could be applied for studying fast transitions in other materials than 1T-TaS$_2$ as well. The electric pulse with an amplitude of around \SI{0.1}{\volt} and the duration of one picosecond is demonstrated. We measure electric pulse as it propagates along the waveguide and observe its spreading into a two-peak shape that we are yet to fully explain. Since the amplitude of electric pulse is too low to switch the 1T-TaS$_2$ crystal to a metastable state, we present a way to increase the pulse amplitude by improving our optical setup.

Keywords:1T-TaS$_2$, picosecond electric pulse, metastable hidden state, Pockels effect, CdMnTe

Similar documents

Similar works from RUL:
Similar works from other Slovenian collections:

Back