Tunelování elektronů v interagujících polovodičových nanostrukturách ovládané rezonancí plasmonu na terahertzových frekvencích
Cíle projektu
Elektronový transport v nanostrukturách může vykazovat známky kvantového chování. Tyto jevy mohou být výhodně využity, pokud je zahrneme do návrhu elektrického obvodu s nanometrovými rozměry jeho komponent. Navrhujeme proto identifikovat, pozorovat a charakterizovat potenciálně silný kvantový jev - tunelování elektronu mezi polovodičovými nanočásticemi přes mezeru o nanometrovém rozměru, které je podpořeno rezonancí plasmonu na THz frekvenci. Perioda oscilace plasmonu v polovodičové nanostruktuře je na rozdíl od kovů mnohem delší než tunelovací čas, máme proto za cíl prozkoumat mechanismus, který zatím nebyl v literatuře popsán. Budeme uvažovat modelový systém dvou interagujících nanočástic a vytvoříme jeho teoretický model se zahrnutím kvantování energie, tunelování a rezonantního zesílení pole blízko povrchu. Pro přímé srovnání teoretických předpovědí s experimentem navrhneme postup pro kvantitativní interpretaci spekter změřených s pomocí THz s-SNOM metody s vysokým časovým a prostorovým rozlišením.
Klíčová slova
photoconductivityultrafast spectroscopyterahertzcharge transporteffective medium theoryquantum confinementplasmontunneling
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202300001
Hlavní účastníci
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
23-05640S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Electron tunneling in coupled semiconductor nanostructures triggered by plasmon resonance at terahertz frequencies
Anotace anglicky
Electron transport in nanostructures frequently exhibits quantum signatures, which may be advantageous for the design of novel types of nanometer-sized electronic devices. We propose to identify, observe and characterize a potentially strong quantum effect: electron tunneling between semiconductor nanoparticles over a nanometer-sized gap, induced by the plasmon resonance at THz frequencies. Unlike in metals, the period of plasmon oscillation in a semiconductor nanoparticle is much longer than the tunneling time, therefore we aim at exploration of a coupling mechanism not yet described in the literature. We will consider a prototypical system of two coupled nanoparticles and we will develop a theoretical model for its description, including energy quantization, tunneling and field enhancement close to the nanoparticle surface. Quantitative interpretation of the spectra measured using THz scattering SNOM technique with high spatial and temporal resolution will be developed to facilitate a direct comparison with the theoretical models.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - vedlejší obor
10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BH - Optika, masery a lasery
BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2023
Ukončení řešení
31. 12. 2025
Poslední stav řešení
K - Končící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
9 934 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
9 598 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
336 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
9 934 tis. Kč
Statní podpora
9 598 tis. Kč
96%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Doba řešení
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025