Výzkum

Hlavní metodou využívanou v našem výzkumu je terahertzová spektroskopie v časové doméně. Určení “terahertzová” zpravidla označuje spektrum frekvencí of 0.1 do 3 THz (vlnové délky 0.1 až 3 mm). Tato oblast je intenzivně zkoumána teprve v posledních dvou desetiletích – potřebné experimentální metody byly vyvinuty díky dostupnosti ultrarychlých laserů, které generují optické pulsy podstatně kratší než 1 ps.

Používání laserových pulsů pro generaci a detekci terahertzových pulsů umožňuje jednoduchou synchronizaci excitace pomocí optických pulsů pro excitaci a následného sondování terahertzovými pulsy. Tato metoda se nazývá časově rozlišenou terahertzovou spektroskopií nebo ekvivalentně, technikou optická excitace—terahertzové sondování, a dává informaci o ultrarychlé dynamice odezvy v daleké infračervené oblasti a na časových škálách od stovek femtosekund do nanosekund. Předmětem našeho zájmu je dynamika nosičů náboje v ultrarychlých a neuspořádaných polovodičích, transport nábojů na kovových površích a v materiálech vykazujících fázové změny, a vodivost v plazmatu.

Pro velké množství pevných látek obsahuje terahertzová spektrální oblast cenné informace o chování nízkofrekvenčních (měkkých) polárních fononů a relaxačních mechanismů (centrální módy), které často způsobují strukturní fázové přechody. Zde používáme terahertzovou spektroskopii v časové doméně k výzkumu feroelektrik a příbuzných materiálů.

Navrhování fotonických struktur umožňuje &lquot;ušít na míru&rquot; struktury vykazující širokou paletu specifických optických vlastností. Například fotonické krystaly s defekty mohou pracovat jako úzkopásmové pásmové propusti. Specifické vlastnosti fotonických krystalů jsou perspektivním prostředkem k vytváření funkčních elementů pro terahertzovou spektrální oblast. Cílem našeho výzkumu je koncepce laditelných nebo spínatelných fotonických struktur (s využitím vhodných materiálů, které umožní jejich řízení elektrickým polem nebo osvětlením).

Terahertzová spektroskopie v časové doméně je také často využívána pro zobrazování objektů. Prostorové rozlišení je přitom určeno vlnovou délkou záření, takže je v terahertzové spektrální oblasti značně omezeno. Z tohoto důvodu se klade značný důraz na zobrazování v blízkém poli – v naší skupině vyvíjíme terahertzový mikroskop založený na anténě vytvářející silné blízké pole.