Optical and magneto-optical properties of topological and Dirac materials

Abstract

Kristupas Kazimieras Tikuišis, Department of Optoelectronics and Magneto- optics, Institute of Physics of Charles University Doctoral thesis: Optical and magneto-optical properties of topological and Dirac materials Supervisor: RNDr. Martin Veis, Ph.D., Department of Optoelectronics and Magneto-optics Advisers: RNDr. Roman Antoš, Ph.D., Department of Optoelectronics and Magneto-optics; Milan Orlita, Ph.D., National Laboratory of High Magnetic Fields LNCMI - Grenoble, CNRS (France) Abstract: Dirac materials exhibit unusual properties that attract interest both for practi- cal applications and fundamental reseach of exotic and relativistic physics. This thesis aims to systematically study basic optical and magneto-optical proper- ties of several members of these materials, namely the lead tin salts crystalline topological insulators and graphene. Non-destructive experimental techniques of spectroscoipic ellipsometry and FTIR magneto-optical spectroscopy were used to perform measurements from IR to UV spectral regions. A four-band Hamilto- nian model was derived to describe the most important band structure features of PbSnSe system placed in a magnetic field. This allowed to extract the band structure and topological parameters of the investigated samples. Extensive mod- eling results based on...

Kristupas Kazimieras Tikuišis, Oddělení optoelektroniky a magnetooptiky, Fyzikální ústav UK Disertační práce: Optické a magnetooptické vlastnosti topologických a Diracových materiálů Vedoucí práce: RNDr. Martin Veis, Ph.D., Oddělení optoelektroniky a mag- netooptiky Konzultanti: RNDr. Roman Antoš, Ph.D., Oddělení optoelektroniky a mag- netooptiky; Milan Orlita, Ph.D., Národní laboratoř vysokých magnetických polí LNCMI - Grenoble, CNRS (Francie) Abstrakt: Materiály Dirac vykazují neobvyklé vlastnosti, které přitahují zájem jak pro prak- tické aplikace, tak pro základní výzkum v exotické a relativistické fyzice. Tato práce si klade za cíl systematicky studovat základní optické a magnetooptické vlastnosti několika členů těchto materiálů, zejména krystalických topologických izolátorů solí olova a cínu a grafenu. K měření od IR do UV spektrálních oblastí byly použity nedestruktivní experimentální techniky spektroskopické elipsome- trie a FTIR magneto-optické spektroskopie. K popisu nejdůležitějších vlastností pásové struktury systému PbSnSe umístěného v magnetickém poli byl odvozen čtyřpásmový hamiltonovský model. To umožnilo extrahovat pásovou strukturu a topologické parametry zkoumaných vzorků. Jsou prezentovány...