ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoàng Văn Ngọc NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ HIỆU ỨNG QUANG KÍCH THÍCH CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ CAO TẦN TRONG HỆ BÁN DẪN MỘT CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoàng Văn Ngọc NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ HIỆU ỨNG QUANG KÍCH THÍCH CỦA SĨNG ĐIỆN TỪ CAO TẦN TRONG HỆ BÁN DẪN MỘT CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội – 2018 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoàng Văn Ngọc NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ HIỆU ỨNG QUANG KÍCH THÍCH CỦA SĨNG ĐIỆN TỪ CAO TẦN TRONG HỆ BÁN DẪN MỘT CHIỀU Chuyên ngành : Vật lý lý thuyết Vật lý toán Mã số : 62.44.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Vũ Nhân TS Đinh Quốc Vương Hà Nội - 2018 z LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các kết nghiên cứu nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, tháng 08 năm 2018 Tác giả luận án Hồng Văn Ngọc z LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Vũ Nhân, TS Đinh Quốc Vương GS.TS Nguyễn Quang Báu người thầy hết lòng giúp đỡ, bảo tận tình tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo Bộ môn Vật lý lý thuyết, khoa Vật lý Phòng Sau đại học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, động viên thầy cô, đồng nghiệp khoa Khoa học – Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật – Đại học Thái Nguyên giúp đỡ nhiều Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED, Mã số 103.01-2015.22) Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật tài trợ cho việc nghiên cứu báo cáo kết Hội nghị khoa học nước quốc tế làm sở để hoàn thành luận án Xin chân thành cảm ơn tất người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu Tác giả luận án z MỤC LỤC Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị Mở đầu Chương Tổng quan hiệu ứng quang kích thích 13 1.1 Lý thuyết lượng tử hiệu ứng quang kích thích 13 1.1.1 Phương trình động lượng tử cho electron 14 1.1.2 Biểu thức giải tích mật độ dịng điện 16 1.2 Hàm sóng phổ lượng điện tử dây lượng tử 20 Chương Hiệu ứng quang kích thích dây lượng tử hình chữ nhật với hố cao vô hạn 26 2.1 Phương trình động lượng tử 26 2.2 Mật độ dịng điện khơng đổi 29 2.2.1 Trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm 33 2.2.2 Trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang 35 2.2.3 Kết tính tốn thảo luận 37 2.3 Kết luận chương 46 Chương Hiệu ứng quan kích thích dây lượng tử hình trụ với hố cao vô hạn 48 3.1 Phương trình động lượng tử 48 3.2 Mật độ dịng điện khơng đổi 50 z 3.2.1 Trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm 51 3.2.2 Trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang 53 3.2.3 Kết tính tốn số thảo luận 55 3.3 Kết luận chương 62 Chương Hiệu ứng quang kích thích dây lượng tử hình trụ với hố thề parabol 63 4.1 Phương trình động lượng tử 63 4.2 Mật độ dịng điện khơng đổi 65 4.2.1 Trượng hợp tán xạ điện tử - phonon âm 66 4.2.2 Trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang 68 4.2.3 Kết tính tốn số thảo luận 70 4.3 Kết luận chương 77 Kết luận 79 Các cơng trình liên quan đến luận án công bố 81 Tài liệu tham khảo 82 z DANH MỤC CÁC BẢNG Stt Bảng Dây Bảng Các tham số dây lượng tử hình chữ nhật với 2.1 hố cao vô hạn GaAs/GaAsAl Bảng Các tham số dây lượng tử hình trụ với hố 3.1 cao vô hạn GaAs/GaAsAl Bảng Các tham số dây lượng tử hình trụ với hố 4.1 parabol GaAs/GaAsAl z Trang 38 56 70 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Stt Hình Nội dung Trang Hình 1.1 Mơ hình xuất hiệu ứng quang kích thích 13 có mặt sóng điện từ phân cực phẳng Hình 1.2 Mơ hình cấu trúc hệ bán dẫn: (3D) Bán dẫn khối; 20 (2D) Hệ hai chiều; (1D) hệ chiều; (0D) Hệ không chiều Hình 2.1 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện không đổi vào tần 39 số trường laser với giá trị khác nhiệt độ cho trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm Hình 2.2 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi vào tần 40 số trường sóng điện từ với giá trị khác nhiệt độ cho trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm Hình 2.3 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi vào 41 kích thước dây cho trường hợp tán xạ điện tử phonon âm Hình 2.4 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi vào 42 biên độ trường lực laser cho trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm Hình 2.5 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện không đổi vào tần z 43 số trường laser cho trường hợp tán xạ điện tử phonon quang ứng với giá trị khác tần số sóng điện từ Hình 2.6 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi vào tần 44 số trường sóng điện từ cho trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang với giá trị khác nhiệt độ Hình 2.7 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi vào 45 kích thước dây lượng tử hình chữ nhật với hố cao vô hạn cho trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang 10 Hình 2.8 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi vào 46 nhiệt độ hệ dây lượng tử hình chữ nhật với hố cao vô hạn cho trường hợp tán xạ điện tử phonon quang với giá trị khác tần số sóng điện từ 11 Hình 3.1 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi 57 dây lượng tử hình trụ cao vơ hạn vào tần số sóng điện từ trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm với giá trị khác nhiệt độ 12 Hình 3.2 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi dây lượng tử hình trụ cao vơ hạn vào bán kính dây trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm với giá trị khác tần số sóng điện từ z 57 13 Hình 3.3 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi 58 dây lượng tử hình trụ cao vô hạn vào tần số trường laser trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm với giá trị khác tần số sóng điện từ 14 Hình 3.4 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi 59 dây lượng tử hình trụ cao vơ hạn vào tần số trường sóng điện từ trường hợp tán xạ điện tử phonon quang với giá trị khác nhiệt độ 15 Hình 3.5 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi 60 dây lượng tử hình trụ cao vơ hạn vào tần số trường laser trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang với giá trị khác tần số sóng điện từ 16 Hình 3.6 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi 61 dây lượng tử hình trụ cao vơ hạn vào nhiệt độ hệ trường hợp tán xạ điện tử - phonon quang với giá trị khác tần số sóng điện từ 17 Hình 4.1 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi 72 dây lượng tử hình trụ parabol vào tần số sóng điện từ trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm với giá trị khác tần số trường laser 18 Hình 4.2 Sự phụ thuộc mật độ dịng điện khơng đổi dây lượng tử hình trụ parabol vào tần số trường laser trường hợp tán xạ điện tử - phonon z 72 ... Ngọc NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ HIỆU ỨNG QUANG KÍCH THÍCH CỦA SĨNG ĐIỆN TỪ CAO TẦN TRONG HỆ BÁN DẪN MỘT CHIỀU Chuyên ngành : Vật lý lý thuyết Vật lý toán Mã số : 62.44.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ... z kích thích sóng điện từ cao tần hệ bán dẫn chiều? ?? để phần giải vấn đề cịn bỏ ngỏ nói Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết lượng tử hiệu ứng quang kích thích sóng điện từ cao tần cho hai... hai chiều hiệu ứng quang kích thích [9-11], nhiên hệ bán dẫn chiều chưa nghiên cứu Dây lượng tử với dạng khác ý, lý chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu ? ?Nghiên cứu lý thuyết hiệu ứng quang z kích thích