Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/183
Název projektuStudium kvantových přechodů v polovodičových spin- laserových strukturách
ŘešitelPostava Kamil doc. Dr. Mgr.
Školitel projektudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava<br />
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuSpinově polarizované lasery s vertikálním uspořádáním (spin-VCSELs) jsou perspektivní zařízení, v nichž rekombinace spinově polarizovaných elektronů
v kvantových jámách vedou k emisi kruhově polarizovaných fotonů. Právě vazba mezi spinem elektronů a spinem emitovaných fotonů nachází uplatnění v některých oblastech moderních technologií například v informačních technologiích a kryptografii [1]. Spinové lasery dále slibují nižší laserový práh [2] a zvýšenou polarizační stabilitu [3].
Pro pochopení složitých jevů ve spin-polovodičových laserových strukturách a jejich následné uplatnění je nutné propojení teoretického modelování sexperimentáním měřením polarizačních stavů emitovaných fotonů. Projekt navazuje na práci hlavního řešitele Ing. Fordose na pracovišti Unité Mixte de Physique CNRS/Thales ve Francii pod vedením Dr.Henriho Jaffrèse. Řešitel rozšířil základní model spontánní emise fotonů v izotropních multivrstevnatých prostředích [4] na model popisující spontánní a stimulovanou dipólovou emisi v anizotropním multivrstevnatém prostředí a zahrnující kvantové optické přechody se spinově polarizovanými nosiči. Tato práce byla publikována v impaktovaném časopise Journal of Optics [5]. Model umožňuje výpočet polarizačních stavů emitovaných fotonů. Následným
měřením polarizačních stavů emitovaných fotonů a fitováním experimentálních dat k modelu lze pochopit složité jevy v těchto polovodičových strukturách.
Reference:
[1] Hovel S, Appl. Phys. Lett. 93 021117, 2008.
[2] Rudolph J, Döhrmann S, Hägele D, Oestreich M and Stolz W Appl. Phys.
Lett. 87 241117, 2005.
[3] Ando H, Sogawa T and Gotoh H Appl. Phys. Lett. 73566–8, 1998.
[4] Benisty H, Stanley R and Mayer M J. Opt. Soc. Am. A 15 1192–201,
1998.
[5] T.Fördös, Postava K, Jaffrès H, Pištora J Journal of Optics 16, 065008,
2014.
Členové řešitelského týmuIng. Tibor Fördös, Ph.D.
Ing. Jakub Havlíček
Ing. Šárka Kunčická
Ing. Zuzana Gelnárová, Ph.D.
doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Hlavní cíle projektu zahrnují:
1. Návrh a realizace experimentálního měření polarizačních stavů emitovaných fotonů ze spin-LED a spin-VCSELs struktrur GaAsP/InGaAs s vícenásobnými kvantovými jámami a s elektrickou injekcí spinově polarizovaných nosičů (pracoviště École Polytechnique a UMP CNRS/Thales)
2. Měření a modelování anizotropií ve strukturách užitím spektroskopické elipsometrie a infračervené spektroskopie (pracoviště VŠB). Tyto anizotropie mohou vznikat důsledkem elastického pnutí na rozhraní polovodičových vrstev a rovněž důsledkem magnetooptických jevů. Způsobují změnu polarizačních stavů emitovaných fotonů během šíření strukturou a tudíž je jejich zahrnutí do modelu klíčové.
3. Pokročilé modelování polarizačních stavů emitovaných fotonů ze spin- VCSEL struktur GaAsP/InGaAs (pracoviště École Polytechnique a UMP CNRS/Thales). Samotný model lze rozdělit do dvou hlavních oblastí: 1. Popis spontánní a stimulované emise v oblasti kvantových jam pomocí dipólových vrstev. Parametry dipólů jsou ovlivňovány spinovou polarizací injektovaných elektronů, typem elektronových přechodů a porušenou symetrií v kvantových jamách. 2. Popis šíření emitovaných vln pomocí 4x4 maticového formalismu umožňující zápis hraničních podmínek Maxwellových rovnic společně se šířením vln v anizotropním prostředí. Tento přístup umožňuje výpočet polarizačních stavů emitovaných fotonů. Následným měřením polarizačních stavů emitovaných fotonů a fitováním experimentálních dat k modelu lze složité jevy v těchto polovodičových strukturách pochopit a následně využít pro další aplikace.

Časový harmonogram:
leden-březen 2015: teoretické a experimentální studium dipólových parametrů spontánní a stimulované emise ve strukturách GaAsP/InGaAs
duben-srpen 2015: experimentální studium anizotropií struktury pomocí spektroskopické elipsometrie a infračervené spektroskopie, implementace do základního modelu spin-VCSEL struktur, výpočty v prostředí MatLab
září-prosinec 2015: pokročilé experimenty měření polarizačních stavů emitovaných fotonů InGaAs/GaAsP spin-VCSEL struktur s vícenásobnými kvantovými jámami s elektrickým čerpáním, příprava publikace.

Řešitelský tým:
Hlavním školitelem projektu je doc.Postava z VŠB (Institut fyziky, Centrum Nanotechnologií a IT4I VP4).
Řešitel: Ing. Tibor Fördös
Další řešitelé: Bc. Šárka Kunčická, Ing. Zuzana Mrázková a Ing. Jakub Havlíček
Navrhovaný projekt je podáván v rámci doktorského studia hlavního řešitele projektu na École Polytechnique pod vedením doktorského školitele prof. Henri-Jean Drouhina, na pracovišti Unité Mixte de Physique/CNRS, Thales v Paříži pod vedením Dr. Henriho Jaffrèse. Toto pracoviště, jejímž ředitelem pro vědu a výzkum je prof. A. Fert, je špičkovým pracovištěm v oblasti spitroniky a nanomagnetismu. Pracoviště disponuje experimentálním vybavením spinově polarizovaných laserů GaAsP/InGaAs s vertikálním uspořádáním (half spin- VCSELs) s optickým a nově rovněž s elektrickým čerpáním, které bude řešitel projektu využívat. Na experimentálním měření polovodičových strukturpomocí spektroskopické elipsometrie Muellerových matic a infračervené spektroskopie se budou rovněž podílet studenti NMgr. studia Šárka Kunčická a Jakub Havlíček a studentka Dr. studia Ing. Zuzana Mrázková.
Počítá se s publikací v časopise s IF a rovněž s aktivní účasti řešitele na zahraniční konferenci.

Publikace hlavního řešitele:
[1] T.Fördös, K. Postava, H.Jaffrès, and J. Pištora, Matrix approach for modeling of spin-polarized light-emitting diodes and lasers, Journal of Optics, 16 (6), 065008 (2014)
[2] T. Fördös, O. Životský, K. Postava, D. Hrabovský, J. Pištora, J. Lančok, M. Miglierini, M. Klementová Ferromagnetic nanoparticular films studied by optical and magneto-optical ellipsometry, Journal of Physics: Conference Series 303, pp. 012041, 2011.
[3] T. Fördös, K. Postava, and J. Pištora, Magneto-optical effects in nanostructures with reduced symmetry. Proc. SPIE 8306, 83061F, 2011.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia62000,-62000,-
3. Materiálové náklady31900,-35937,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-41744,-
5. Služby10000,-1694,-
6. Cestovní náhrady50000,-12525,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory17100,-17100,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady171000,-
Uznané náklady171000,-
Celkem běžné finanční prostředky171000,-171000,-