Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC HUẾ TRUONG DAI HOC SU PHAM TRAN HAP THU SONG DIEN THI NGOC TU TRONG ANH GRAPHENE DON LOP DUGI ANH HUGNG CUA TU TRUGNG KHONG VÀ TƯƠNG TÁC ĐIỆN TỬ - TAP CHAT Chuyên ngành: VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT LÝ TOÁN l số: 8440103 THEO DINH HUONG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS BÙI ĐÌNH HỢI Thừa Thiên Huế, năm 2018 DOI LOI CAM ‘Toi xin cam đoan liệu kết nghiên đồng tác giả cho phép cơng trình nghiên DOAN cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số cứu nêu luận văn trung thực, sử dung chưa công bố bắt kỳ cứu khác, Huế, tháng năm 2018 "Tác giả luận văn Trần Thị Ngọc Anh LOI CAM ON Tồn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Bùi Dình Hợi da tan tình hướng dẫn giúp đỡ toi suốt trình thực Qua đây, tối xin chân thành cảm ơn quý Thấy, Cô giáo khoa Vat If phòng Dào tạo Sau đại học, Trường Dại học Sư phạm, Dại học Huế; gia đình bạn học viên Cao học khóa K25, bạn bè động viên, góp ý, giúp đỡ tao điều kiện cho tơi q trình học tập thực luận văn Huế, tháng năm 2018 "Tác giả luận văn Trần Thị Ngọc Anh MUC LUC “rang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh sách hình vẽ MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chuung TONG QUAN VE GRAPHENE 11 12 trúc mạng tỉnh thể số tính chất bật graphene 18 Hàm sóng, phổ lượng điện tử graphene đơn lớp khơng có trường ngồi 13 Hàm sóng phổ lượng graphene đặt từ trường khơng đổi vng góc 18 Chương SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYÊT NHIÊU LOẠN VA BIBU THUC TONG QUAT CUA HE SO HAP THU SONG DIEN TU Phương pháp nhiễu loạn phụ thuộc thời gian Sự chuyển đời hộ sang trạng thái ảnh hưởng nhiễu loạn bên Biểu thức tổng quát hệ số hắp thụ sóng điện từ bán đẫn khối có tương tác điện tử- tạp chất Chương HỆ SỐ HẮP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ TRONG GRAPHENE ĐƠN LỚP KHI CÓ MẶT TỪ TRƯỜNG KHƠNG ĐỔI VNG GĨC VÀ TƯƠNG ĐIỆN TỬ - TẠP CHẤT TÁC 341 Hes ip thụ sóng điện từ graphene đơn lớp có tương tác điện tử- tạp chất 3.2 Kết tính số 3.21 Khảo ft he số hấp thụ 3.22 Khảo sát độ rộng vạch phổ tông hưởng eyelotrontạp chất KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHAO 38 38 43, DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Cầu trúc tổ ong graphene dan lớp Graphene thành tố (2D) cầu trúc cacbon khác (0D, 1D, 3D) 13 Cầu trúc tỉnh thé graphene, nguyên tử cacbon xép đặn ô lục giác với vectơ đơn u vi mạng thực Ïï b [7] Vùng Brillouin thứ graphene [ï] Minh họa cấu trúc vùng lượng graphene vùng Brillouin thứ dựa hệ thức tần sắc thu tit phép gan liên kết mạnh [7| 16 Sự phụ thuộc lượng mức Landau vào từ trường với ede chi s6 mite Landau n = 27 Sự thay đổi [sin?((wp, +w)t/2)] /(wp: +)? theo wy, với giá trịt xác định, đồ w, = —w—nr/t,u', = + najt,0, = xịt, = ø + ngịt 28 Sự phát xạ hấp thụ photon có lượng lơ 34 Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ Ï vào lượng photon hờ nhiệt độ 7= K với hai giá trị khác từ trường — T (đường đứt nét) #8 = T (đường liền nét) 31 32 Sự phụ thuộc cũa hệ số hắp thụ Ï vào lượng phobon hu từ trường B = 8T ứng với hai giá trị khác nh độ = K (đường đứt nét) = K (đường liền nét) Sự phụ thuộc lượng photon cộng hưởng vào từ trường với hai dịch chuyển œ = 1,n" = van = 1n = Định nghĩa độ rộng vạch phổ Sự phụ thuộc độ rộng vạch phổ cộng hưởng (FW HM) vào nhiệt độ T Ở = 8T Các ô vuông tương ứng với q trình hấp thụ hai photon, chấm trịn tương ứng với trình hấp thụ photon 36 Sự phụ thuộc độ rộng vạch phổ cộng hưởng vào từ trường Õ = K Các ð vng tương ứng với q trình hấp thụ hai photon, cée chim tron tương ứng với trình hấp thụ photon 47 48 49 MG DAU 1, Lý chọn đề tài "Trong thời gian gần đây, cầu trúc tỉnh thể đơn lớp nguyên tử dị cầu trúc cũ ac lg trở thành đối tượng nghiên cứu nhà vật lý chất rắn vật liệu liệu Graphene mạng tỉnh thể khoa học vật liệu Graphene vật liệu mỏng chế tạo thành công số vật cấu tạo nguyên tử cácbon xếp theo có bé dầy đơn nguyên tử tạo thành mạng tỉnh thể hai chiều có dạng lục giác hay cấu trúc tổ ong (honeycomb) (Hình 1) Về lý thuyết, tit năm 1946 Philip Russell Wallace [2| đưa cấu trúc vùng lượng graphone nêu lên đặc tính đị thường, loại vật liêu Tuy nhiên, vào thời điểm đa số nhà khoa hoc khong tin tồn loại vật liệu có bề đày lớp ngun tử tính khơng bền vững mặt nhiệt động học Cong trinh cia Wallace chi mang tinh "sách vở” không nhận quan tâm đáng kể Năm 2001, hai nhà vật lý A K Geim K $ Novoselowv làm việc trường Dại học Machester (vương quốc Anh) tạo graphene phương pháp đơn giản, sit dung tắm băng keo văn phịng để bóc tách mot lớp graphene từ khối tỉnh thé graphite [17] Véi cong trình nghiên cứu này, Geim va Novoselov dã trao giải Nobel Vat lý năm 2010 "Trong graphene, hạt tải (điện tử, lỗ trồng) chuyển động với tốc độ lớn (cỡ 105 m/s [7| mơ tả phương trình Dirac Hình l: Cấu trúc tổ ong graphone đơn lớp, tương đối tính cho fermion khơng khối lượng (giống photon ánh sáng) Phổ lượng phụ thuộc tu) én tính vào số sóng gần điểm Dirae (K K}), đính hóa trị đầy tạ dẫn tiếp xúc điểm Dirac làm cho graphene khơng có khe lượng (độ rộng vùng n 0) bán kim loại Ngồi ra, người ta tạo điều chỉnh độ rộng vùng cấm thông số vật lý khác graphene bang cách pha tạp ghép nhiều lớp (đa lớp graphene) thay đổi hình dạng biên Do có khối lượng hạt tải 0, độ linh động graphene lớn (cỡ 200.000 cm?/V.s nhiệt độ phòng), dẫn điện lớn Graphene thích hợp cho thiết bị điện tử tốc độ cao, transitor siêu nhỏ, thiết bị điện tử cao tần công suất lớn vi mạch điện tử nhỏ hơn, nhanh so với sử dụng silic truyền thống Tính dẫn nhiệt tốt graphene ứng dụng th bị nhiệt Ngồi ra, graphene ứng dụng « tạo thiết bị lưu trữ liệu dung lượng lớn, kích thước nhỏ, hình hiển thị LCD, OLED, siêu tụ điện, pin mặt trời, cảm biến điện hóa nhiều ứng dụng tiềm khác khai thác [22] Các nhà khoa học dự tương lai, graphene có khả thay silieon lĩnh vực điệ tử công nghệ b bán dẫn Vv đặc tính tuyệt vời tiềm ứng dụng vơ tận sraphene, cơng trình nghiền cứu liên quan đốn vật liệu này, ứng dụng, tăng lên nhanh chóng theo cấp số mũ [22| Theo số liệu thống kê, số lượng báo ấn phẩm khoa học liên quan đến graphene xuất năm 2013 trung bình 40 cong trình ngày [22| Về phương diện quang học, có cấu trúc lượng điện tử khác biệt so với vật liệu thấp chiều truyền thống (hồ lượng tử, siêu mạng, lượng tit) nên graphene tương tác cách khác lạ với sóng điện từ Khi dat từ trường mạnh, mức lượng Lanđau graphene phụ thuộc vào bậc hai cảm ứng từ (/Ö) bậc hai số mức Landau Trong đó, mức Landau bán dẫn khối vật li thấp chiều truyền thống phụ thuộc tuyến h vào cảm ứng từ số mức Landau Khi có thêm sóng điện từ lan truyền vật liệu với từ trường khơng đổi, ta quan sát số hiệu ứng cộng hưởng từ-phonon đò tìm bằng, quang học, cơng hưởng cyclotron Diều kiện cho hiệu ứng trong, sraphene dự đoán phụ thuộc khác biệt vào trường diện từ so với cầu trúc vật liệu truyền thống Tương tác điện tử với phonon, tạp chất, graphene thay đổi mạnh ảnh hưởng đáng kể lên độ rộng vạch phổ đỉnh thụ công hưởng Trong,
Ngày đăng: 04/08/2023, 05:17
Xem thêm:
