Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRACTThis study is motivated by a recent experimental study of the substrate material SrTiO3 STO showed the presence of excitonic signals originating from the optical conductivity has unique characteristics. Some exciton signals were found to have energy above the bandgap edge where as we have known that exciton formed from the excited electron bound to its hole that it has energy below the bandgap edge. We expect that excitons have been formed in the ground state before STO absorbs photons, as a result of the electron electron correlation as STO is known to have strong correlated electrons. In this thesis we do theoretical study to investigate the existence of exciton the ground state of a strongly correlated semiconductor through a simple model toy model consist of four orbitals divided into two groups mimicking the valence and conduction band. The result shows that the toy model can demonstrate the bandgap widening and show the emergence of excited electron in the ground state.

---

ABSTRACTPenelitian ini dilatarbelakangi oleh sebuah studi eksperimen pada substrat SrTiO3 STO yang menunjukkan spektrum eksiton yang berasal dari konduktivitas optis yang memiliki karakteristik yang unik. Beberapa spektrum tersebut memiliki energi yang lebih besar dari energi terendah pita konduksi, sementara sebagaimana diketahui secara umum bahwa eksiton terbentuk dari elektron tereksitasi yang terikat pada hole dan memiliki energi yang lebih rendah. Penulis menduga bahwa eksiton tersebut telah terbentuk pada keadaan dasar sebelum STO menyerap foton, sebagai akibat dari korelasi antar elektron, sebagaimana diketahui bahwa STO merupakan material dengan sistem elektron terkorelasi kuat. Penulis kemudian melakukal studi teoretik untuk mengetahui keberadaan eksiton pada keadaan dasar dari semikonduktor terkorelasi kuat melalui model sederhana yang terdiri dari empat orbital yang terbagi menjadi dua grup sebagai representasi dari pita valensi dan pita konduksi. Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa model sederhana tersebut dapat mendemonstrasikan pelebaran celah energi dan menunjukkan adanya elektron yang tereksitasi pada keadaan dasar."

"ABSTRACTThe role of excitons in semiconducting materials carries potential applications. Excitonic signals usually do not appear clearly in optical absorption spectra of semiconductor systems with narrow gap, such as Gallium Arsenide, which makes experimental analyses on excitons in such systems become very challenging. On the iii iv theoretical side, calculation of optical spectra based purely on Density Functional Theory DFT without taking electron hole interactions into account does not lead to the appearance of any excitonic signal. Meanwhile, existing DFT based algorithms that include a full vertex correction through Bethe Salpeter equation may reveal an excitonic signal, but the algorithm has not provided a way to analyze the excitonic signal further. Motivated to provide a way to isolate the excitonic effect in the optical response theoretically, we develop a method of calculation for the optical conductivity of a narrow band gap semiconductor GaAs within the k.p 8 band model, that includes electron hole interactions through first order electron hole vertex correction. The k.p model is chosen because it provides a description of 8 energy bands 2 conduction and 6 valence bands in which the role of spin orbit coupling is also taken into account. We expect that this first order vertex correction reveals how the optical spectral weight redistributes as a function of temperature.

---

ABSTRAKPeran eksiton pada material semikonduktor membawa banyak potensi aplikasi. Sinyal eksiton tidak terlalu jelas kemunculannya pada spektrum absorbsi optis semikonduktor bercelah sempit, seperti Gallium Arsenite, sehingga analisis keberadaan eksiton secara eksperimen menjadi cukup menantang. Dari segi teori, perhitungan dengan metode Density Functional Theory DFT yang tidak melibatkan interaksi electron-hole belum dapat menunjukan keberadaan eksiton. Sedangkan untuk perhitungan DFT yang mengikutsertakan koreksi vertex secara lengkap dengan metode Bethe-Salpeter equation BSE dapat memunculkan sinyal eksiton, namun algoritma yang ada belum dapat memberi cara untuk menganalisis eksiton lebih jauh. Dengan motifasi tersebut, kami mengembangkan metode perhitungan konduktifitas optis semikonduktor bercelah sempit material Gallium Arsenite dengan menerapkan model k.p 8 pita, dengan mengikutsertakan interaksi electronhole melalui koreksi verteks orde pertama. Metode k.p di pilih karena metode ini dapat menjelaskan 8 pita 2 pita konduksi dan 6 pita valensi dan turut melibatkan faktor spin orbit coupling."

"ABSTRAKSkripsi ini didasari oleh tujuan kami untuk memahami terlahirnya eksiton didalam graphene. Eksiton adalah quasipartikel yang mendeskripsikan keadaanterikat antara sebuah elektron dan sebuah hole. Eksiton memiliki peranan yangpenting dalam teknologi berbasis semikonduktor, seperti photovoltaics, laser,dan sebagainya. Skripsi ini tidak semata-mata bertujuan untuk mendiskusikantentang kemunculan eksiton, namun mengeksplorasi efek dari interaksi tolakmenolakCoulomb di antara elektron-elektron yang menghasilkan efek korelasi;Interaksi-interaksi ini memodikasi spektrum satu partikel (kerapatan keadaanatau Density of States) dan spektrum dua partikel (konduktivitas optis) darigraphene. Kami melakukan penelitian ini secara teoritik dengan cara menggunakanmetode GW yang diimplementasikan dengan basis model HamiltonianTight-Binding. Pemahaman dari efek-efek korelasi ini sangat penting karenahal ini akan berperan dalam membuat interaksi tarik-menarik efektif di antaraelektron dan hole yang akan mengikat mereka dan mengubah mereka menjadieksiton. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan perhitungan numerikdari konduktivitas optis dari graphene menggunakan menggunakan algoritmaGW berbasis Tight-binding. Skripsi ini meliputi perhitungan self-energy menggunakanFungsi Green (G) dan Fungsi Interaksi Ternormalisasi (W) yang didapatdari proses Random Phase Approximation. Metode ini didasari olehpendekatan Tight-Binding yang digunakan untuk membuat struktur pita energibare dari graphene. Selain itu, kami memformulasikan perlakuan interaksiCoulomb dengan menggunakan diagram Feynman dalam pendekatan GW.Hasil utama dari perhitungan ini adalah grak dari kerapatan keadaan (Den-sity of States) dan konduktivitas optis dari graphene dengan koreksi self-energydalam pendekatan GW.

---

ABSTRACTThis study is very much motivated by our aim to understand the formationof excitons in graphene. Excitons are quasi-particles that describe the boundstate between an electron and a hole. The role of excitons are very importantin semiconductor-based technologies, such as photovoltaics, lasers, and soon. This thesis is not aimed to discuss the formation of excitons itself, ratherit explores the eects of Coulomb repulsive interactions among electrons thatgenerate the correlations eects that modify the single-particle spectra (densityof states) and the two-particle spectra (optical conductivity) of graphene. Wedo this study theoretically by employing the GW method implemented on thebasis of the tight-binding model Hamiltonian. The understanding of such correlationeects is important because eventually they play an important role ininducing the eective attractive interactions between electrons and holes thatbind them into excitons. The aim of this research is to do a numerical calculationof the optical conductivity of graphene using a tight-binding based GWalgorithm. This study includes the calculation of self-energy by using Green'sFunction (G) and Normalized Interaction Function (W) acquired from RandomPhase Approximation. This method is derived from the Tight-BindingApproximation used to construct the bare band structure of graphene. In additionto this, we formulate with the treatment of the Coulomb interactionusing Feynman diagrams within the GW approximation. The main results ofthese calculations are the plots of density of states and optical conductivity ofgraphene upon the self energy corrections within the GW approximation."