Optička svojstva Diracovih polumetala

diplomski rad

• Naslov (engleski): Optical properties of Dirac semimetals
• Autor: Patrik Papac
• Mentor: Ivan Kupčić (mentor)
• Član povjerenstva: Ivan Kupčić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Danko Radić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Novak (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zoran Rukelj (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Miroslav Požek (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-09-26, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

Trodimezionalni (3D) Diracovi polumetali su jedna od klasa 3D Diracovih materijala, u kojima se elektroni mogu opisati 3D Diracovim modelom. Zanimljiva optička i transportna svojstva ovakvih materijala su razlog njihovog intenzivnog eksperimentalnog i teorijskog istraživanja. U ovom radu se teorijski istražuje dinamički tenzor vodljivosti u anizotropnom 3D Diracovom modelu u aproksimaciji relaksacijskih vremena i u jako dopiranom režimu. Izvedeni su izrazi za unutarvrpčane i meuvrpčane doprinose dinamičkoj vodljivosti koristeći minimalnu formu anizotropnog 3D Diracovog modela. Polazni hamiltonijan je preuzet iz literature, a dobiven je redukcijom ab initio rezultata za Diracov polumetal Bi2Se3 na 4x4 efektivni Diracov model. Analiza je podijeljena u tri dijela. Prvo je upotrebljena baždarno invarijantna minimalna supstitucija da bi se odredila struktura unutarvrpčanih i međuvrpčanih doprinosa tenzoru vodljivosti. Nakon toga je provedena numerička analiza u kojoj je kvantitativno istražena ovisnost dinamičke vodljivosti o temperaturi i o vrijednostima mjere relaksacije. Na kraju su rezultati kvalitativno usporedeni s najnovijim mjerenjima optičke vodljivosti u Diracovim polumetalima TlBiSSe.

Sažetak (engleski)

Three-dimensional (3D) Dirac semimetals are a subclass of 3D Dirac materials, in which electrons can be described by a 3D Dirac model. Interesting optical and transport properties of such systems are the reason of their intensive experimental and theoretical research. In this thesis, the dynamical conductivity tensor of the anisotropic 3D Dirac model is analyzed in relaxation time approximation, in a high doping regime. Analytical expressions for intraband and interband contributions to the dynamical conductivity tensor are derived. The model hamiltonian used in the calculation is taken from literature. It is obtained by reducing the ab initio result for the Dirac semimetal Bi2Se3 to a 4x4 effective Dirac model. The analysis is divided into three parts. First, a gauge-invariant minimal substitution is used to determine the structure of the intraband and interband contribution to the dynamical conductivity tensor. Second, a numerical analysis is done and the results are presented for different values of temperature and relaxation rates. Finally, the results are qualitatively compared to the recent measurements of optical conductivity in TlBiSSe.

• Ključne riječi: Diracovi polumetali; optička svojstva; transportna svojstva; dinamička vodljivost; TlBiSSe; Bi2Se3
• Ključne riječi (engleski): Dirac semimetals; optical properties; transport properties; dynamical conductivity; TlBiSSe; Bi2Se3
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:184767
• Studijski program: Naziv: Fizika; smjerovi: Istraživački; Smjer: Istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani prijediplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni magistar fizike (univ. mag. phys.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-01-26 12:04:08