Praca doktorska
Miniatura
Pliki
Rozprawa doktorska K. Połczyńska.pdf5.39 MB
Licencja
FairUseKorzystanie z tego materiału możliwe jest zgodnie z właściwymi przepisami o dozwolonym użytku lub o innych wyjątkach przewidzianych w przepisach prawa. Korzystanie w szerszym zakresie wymaga uzyskania zgody uprawnionego.
 

Wytwarzanie, identyfikacja i kontrola stanu ładunkowego epitaksjalnych kropek kwantowych z pojedynczymi domieszkami magnetycznymi V, Ni oraz Fe

Uproszczony widok
dc.abstract.plOd dłuższego czasu w rozwoju przemysłu elektronicznego zwiększenie efektywności urządzeń jest równie istotne, co osiągnięcie przez nie jak najmniejszych rozmiarów. Ekstrapolując tendencję miniaturyzacji w przemyśle półprzewodnikowym, przypadkiem granicznym byłoby urządzenie jednoatomowe. Jednak przed zastosowaniem jakiegokolwiek rozwiązania technologicznego, konieczne jest zbadanie i zrozumienie zjawisk zachodzących w podobnym układzie. Zerowymiarowe nanostruktury półprzewodnikowe domieszkowane jonami magnetycznymi, o których traktuje niniejsza rozprawa, stanowią najprostszy układ eksperymentalny pozwalający na optyczne badanie pojedynczych atomów w ciele stałym. W pracy zostały omówione trzy rodzaje domieszek magnetycznych w kropkach kwantowych, z których dwie (wanad oraz nikiel) były badane w ten sposób po raz pierwszy. Wytworzono dla nich serie próbek metodą epitaksji z wiązek molekularnych i przeprowadzono pomiary spektroskopowe, w tym także w polu magnetycznym. Dla kropki kwantowej CdTe zawierającej pojedynczą domieszkę wanadu opracowano model wyjaśniający dane eksperymentalne. Zaobserwowano jedynie stany pochodzące od rzutu spinu +/- 1/2, co pozwoliło wyciągnąć wniosek, że badany układ mógłby być odpowiednikiem kubitu w ciele stałym. Podczas badań nanostruktur CdTe domieszkowanych niklem zaobserwowano tendencję do samoistnej zmiany stanu ładunkowego jonu magnetycznego. W celu zapanowania nad tym zjawiskiem, opracowano metodę podłączania kontaktów elektrycznych do próbki. Przyłożenie napięcia elektrycznego do kropek kwantowych umożliwiło stabilizację fluktuującego ładunku badanego jonu magnetycznego, a także dostarczyło dodatkowych możliwości badawczych. Korzystając z opracowanej metody podłączania kontaktów do struktur epitaksjalnych, przeprowadzono serię eksperymentów optycznych dla znanych już kropek kwantowych CdSe domieszkowanych żelazem. Przyłożenie napięcia do próbki umożliwiło zaobserwowanie dodatkowych kompleksów ekscytonowych zidentyfikowanych jako X^(2-) oraz XX^(-), które w badanym układzie zaobserwowano po raz pierwszy.
dc.abstract.plFor a long time in the industry of electronics, the goal of increasing the efficiency of a device was as important as decreasing its size. The ultimate limit of miniaturization in the semiconductor technology is a single atom device. However, for any potential application of a given system, it is necessary to have a fundamental understanding of its various parameters and phenomena occurring therein. Zero-dimensional semiconductor nanostructures doped with single magnetic ions, which are the subject of this thesis, are the simplest experimental system that enables optical investigations of a single atom in the solid state. In this work I discuss three examples of magnetic dopants, that can be embedded in single quantum dots, while two of them (Vanadium and Nickel) were never explored thus far. The investigated samples were manufactured by the Molecular Beam Epitaxy method and were optically characterized in spectroscopic and magnetospectroscopic measurements. For the case of CdTe quantum dots with single Vanadium dopants a theoretical model is presented, that explains experimentally observed phenomena. Furthermore, the determination of Vanadium dopant spin equal to +/- 1/2 shows that this system could be a solid state realization of a qubit. The investigation of CdTe quantum dots doped with single Nickel ions showed their tendency to temporal variations of their charge state. Solving this issue required the development of a method of manufacturing electrical contacts for the studied samples. The application of an external electric field to the quantum dots allowed not only for the stabilization of their charge state but also opened up new possibilities for experimental studies. In particular, the electrical contacting of epitaxially grown samples was utilized in order to further investigate an already partially explored system of CdSe quantum dots doped with single Iron ions. One of the most important outcomes was the first known observation of X^(2-) and XX^(-) states in these quantum dots.
dc.affiliation.departmentWydział Fizyki
dc.contributor.authorPołczyńska, Karolina
dc.date.accessioned2023-10-03T08:26:10Z
dc.date.available2023-10-03T08:26:10Z
dc.date.defence2023-10-13
dc.date.issued2023-10-03
dc.description.additionalLink archiwalny https://depotuw.ceon.pl/handle/item/4691
dc.description.promoterPacuski, Wojciech
dc.identifier.urihttps://repozytorium.uw.edu.pl//handle/item/4691
dc.language.isopl
dc.rightsFairUse
dc.subject.plżelazo
dc.subject.plnikiel
dc.subject.plwanad
dc.subject.plepitaksja
dc.subject.plsolotronika
dc.subject.pldomieszka magnetyczna
dc.subject.plkropka kwantowa
dc.subject.pliron
dc.subject.plnickel
dc.subject.plvanadium
dc.subject.plepitaxy
dc.subject.plsolotronics
dc.subject.plmagnetic dopant
dc.subject.plquantum dot
dc.titleWytwarzanie, identyfikacja i kontrola stanu ładunkowego epitaksjalnych kropek kwantowych z pojedynczymi domieszkami magnetycznymi V, Ni oraz Fe
dc.title.alternativeFabrication, identification and control of the charge state of the epitaxial quantum dots with solitary magnetic dopants V, Ni and Fe
dc.typeDoctoralThesis
dspace.entity.typePublication