Leírása: |
Bevezetés:
A
pásztázó alagútmikroszkóp (STM) napjaink egyik leghasznosabb eszköze a
legkülönbözőbb fizikai jelenségek vizsgálatára az atomi- és nanoméret
tartományban. A mágneses kutatás számára fontos spin-polarizált STM
kísérleti alkalmazása terén jelentős előrelépés történt az utóbbi 5
évben. Ennek során felületi komplex mágneses struktúrák (pl. frusztrált
antiferromágnesek, spin spirálok) feltérképezése vált lehetővé. Az
ilyen rendszerek mágneses alapállapota meghatározható a számítógépes
fizika keretein belül, pl. sűrűségfunkcionálelméleten alapú
elektronszerkezet-számítás használatával. A kapott mágneses struktúrák
kísérletekkel való direkt összehasonlítása az STM szimuláció
segítségével valósítható meg. Az alapkutatások célja nagy sűrűségű
mágneses adattároláshoz szükséges jelenségek megértése.
Feladatok:
Az elvégzendő munka a BME TTK, Elméleti Fizika Tanszék, Nanomágnesség
kutatócsoportjában történik. A jelölt feladata az STM szimuláció
módszereinek elsajátítása (Tersoff-Hamann, Bardeen, Chen módszerek,
többszörös szóráselméleti leírás, Keldysh formula), illetve a
csoportban nemrég kifejlesztett spin-polarizált STM kód használatának
megértése. Ezen módszer legnagyobb előnye, hogy különböző
elektronszerkezet-számító programcsomagokkal kombinálható. A jelenleg
használt verzióban az alagútáram a tű csúcsán lévő egyetlen atomon
folyik át. Tapasztalatok szerint a tű geometriai és
elektronszerkezetének nagy hatása van az STM felbontóképességére, pl. a
vákuumkamrában található szennyező atomok ill. molekulák ultranagy
mágneses
vagy geometriai kontrasztot képesek létrehozni. A jelölt feladata
különböző tű geometriák tervezése és azok hatásának vizsgálata a
szimulált STM képekre, valamint a szakirodalomban fellelhető
kísérletekkel történő összehasonlítása. A diplomamunka célja nagy
kontrasztot létrehozni képes STM tű kifejlesztése.
Feladatok megoszlása: Elmélet 30%, Programozás 20%, Számítógépes
szimulációk 50%.
Várható eredmények:
A hallgató megismerhet egy aktív kutatási területet, melyben érdemi
munkát végez, és megismer egy vagy több elektronszerkezet-számító
programcsomagot (SKKR, VASP, Quantum-Espresso), melyek ismerete későbbi
munkájában
rendkívül hasznosnak bizonyulhat. Ezenkívül fejlesztheti modellalkotási
és programozási képességeit, rutint szerezhet a számítógépes
szimulációk területén, valamint jártasságot a szakirodalomban való
tájékozódáshoz.
Együttműködés elképzelhető egy németországi csoporttal.
|