Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ THUỲ NHUNG CÁC TÍNH CHẤT TRUYỀN DẪN ĐIỆN CỦA MỘT SỐ CẤU TRÚC NANO GRAPHENE LUẬN ÁN[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ THUỲ NHUNG CÁC TÍNH CHẤT TRUYỀN DẪN ĐIỆN CỦA MỘT SỐ CẤU TRÚC NANO GRAPHENE LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ HÀ NỘI – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ THUỲ NHUNG CÁC TÍNH CHẤT TRUYỀN DẪN ĐIỆN CỦA MỘT SỐ CẤU TRÚC NANO GRAPHENE LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số: 44 01 03 Người hướng dẫn khoa học: GS TSKH NGUYỄN VĂN LIỄN Hà Nội – 2020 LỜI CẢM ƠN Bắt đầu từ năm lớp sáu, bố mẹ gửi lên Hà Nội để học, để thực ước mơ khám phá Những lời đầu tiên, xin cảm ơn bố mẹ, người bên tôi, hạnh phúc thất bại Sau bốn năm làm nghiên cứu sinh, thân tơi thấy trưởng thành nhiều Tơi thực may mắn học tập nghiên cứu hướng dẫn tận tâm GS TSKH Nguyễn Văn Liễn Thầy truyền thụ cho tơi khơng có tình u với vật lý, kiến thức vật lý mà cịn có học sống, gia đình Tơi biết thầy sâu sắc Cảm ơn chồng, người tặng điều kỳ diệu sống Cảm ơn thầy, anh chị Viện vật lý giúp đỡ, động viên, ủng hộ tôi cần Tôi sống môi trường làm việc văn minh, thầy anh chị Viện vật lý yêu thương em gia đình Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn bạn tôi, Nguyễn Hải Châu Bạn tơi tìm phương pháp tính tốn, gỡ điểm rối phép tính giải tích, kiểm tra kết Nếu khơng có đồng hành bạn, luận án khơng hoàn thành Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2018 i ii LỜI CAM ĐOAN Tôi khẳng định kết nghiên cứu luận án luận án “Các tính chất truyền dẫn điện số cấu trúc nano graphene” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết tính số trung thực, chưa công bố luận án tiến sỹ trước Các tài liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Tác giả luận án Nguyễn Thị Thuỳ Nhung iii iv Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt DOS Mật độ trạng thái (Density of States) LDOS Mật độ trạng thái địa phương (Local Density of States) TLDOS Mật độ trạng thái địa phương tổng cộng (Total Local Density of States) GBJ Chuyển tiếp lưỡng cực graphene (Graphene Bipolar Junction) QD Chấm lượng tử (Quantum Dot) GQD Chấm lượng tử graphene (Graphene Quantum Dot) CGQD Chấm lượng tử graphene dạng tròn (Circular Graphene Quantum Dot) QBS Trạng thái giả liên kết (Quasi-Bound State) STM Hiển vi quét chui ngầm (Scanning Tunneling Microscope) v vi 68 (4.24) đó, số (j) phụ thuộc đại lượng tính tốn vào j cách tường minh Lấy tổng (4.24) theo tất mô-men động lượng, ta nhận LDOS tổng cộng, ρ(E) = +∞ X (4.25) ρ(j) (E) j=−∞ Có thể thấy, phương trình tổng quát rút gọn trực tiếp thành biểu thức tương ứng đưa [48] cho GQD hình trịn với giam cầm chữ nhật 4.1.5 Tiết diện tán xạ Các trạng thái tán xạ trạng thái có hàm sóng tiệm cận cách xa vị trí ban đầu, chồng chập sóng phẳng tới sóng cầu (sóng tán xạ) [72] Do đó, r > rf , ta có (o) (i) Ψf (r, φ) = Ψf (r, φ) + Ψf (r, φ), (4.26) đó, số hạng đầu thứ hai vế phải tương ứng sóng phẳng tới sóng cầu Lưu ý rằng, hàm sóng hàm riêng (i) mô-men động lượng Giả định hàm sóng tới Ψf (r, φ) truyền dọc theo trục x với mật độ dòng dương, (i) Ψf (r, φ) = eisqf r cos φ sqf E−Uf +ν∆ , (4.27) qf s hồn tồn xác định Với electron truyền khoảng r lớn, lượng cần nằm khe lượng, |E − U | > ∆ Sử dụng đồng thức Jacobi–Anger [73], hàm sóng phẳng phân tích thành hàm sóng mơ-men động lượng +∞ − 2i φ X Jj− 21 (qf r) e (i) , (is)j− eijφ i Ψf (r, φ) = +2φ e iτf Jj+ 21 (qf r) j=−∞ 69 (4.28) với qf τf định nghĩa Sóng tán xạ khai triển thành sóng mô-men động lượng khác nhau, (o) Ψf (r, φ) = +∞ X j=−∞ a(j) (is)j− eijφ e e − 2i φ + 2i φ s Hj− (qf r) s iτf Hj+ (qf r) a(j) xem hệ số tán xạ [51, 53, 74] , (4.29) Khi r < ri , hàm sóng phân tích thành tổ hợp tuyến tính hàm sóng có mơ-men động lượng khác Để đảm bảo cho tính quy (regularity) hàm sóng điểm ban đầu, tính khai triển, ta cần đảm bảo hàm Bessel loại hai phải 0, ta có i +∞ φ − X e Jj− 21 (qi r) , c(j) (is)j− eijφ i Ψi (r, φ) = +2φ e iτi Jj+ 12 (qi r) j=−∞ (4.30) với qi τi định nghĩa c(j) hệ số Tiếp theo, biên độ sóng hai miền giới hạn, r ≤ ri r ≥ rf , phải liên hệ với T -ma trận phương trình (4.9), ta tìm (j) a +1 isa (j) = T (j) c (j) , (4.31) số (j) lần đưa để phụ thuộc vào j T : (j) (j) a = −isT21 (j) T11 + (j) isT21 (4.32) Đối với hàm riêng lượng thực không liên kết, để đảm bảo cho dòng xác suất bảo tồn biên độ tồn sóng vào sóng cần độ lớn [72], (j) (j) (j) (j) T11 − isT21 = T11 + isT21 70 (4.33)