Phổ kích thích tập thể trong lớp đôi blg 2deg ở nhiệt độ hữu hạn tóm tắt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG PHỔ KÍCH THÍCH TẬP THỂ TRONG LỚP ĐÔI BLG – 2DEG Ở NHIỆT ĐỘ HỮU HẠN MÃ ĐT: 21.05.SP TS NGUYỄN VĂN MỆN ThS ĐỔNG THỊ KIM PHƯỢNG AN GIANG, THÁNG NĂM 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG PHỔ KÍCH THÍCH TẬP THỂ TRONG LỚP ĐƠI BLG – 2DEG Ở NHIỆT ĐỘ HỮU HẠN MÃ ĐT: 21.05.SP TS NGUYỄN VĂN MỆN ThS ĐỔNG THỊ KIM PHƯỢNG AN GIANG, THÁNG NĂM 202 Đề tài nghiên cứu khoa học “PHỔ KÍCH THÍCH TẬP THỂ TRONG LỚP ĐƠI BLG – 2DEG Ở NHIỆT ĐỘ HỮU HẠN”, tác giả Nguyễn Văn Mện Đổng Thị Kim Phượng, công tác Khoa Sư phạm thực Các tác giả báo cáo kết nghiên cứu Hội đồng Khoa học Đào tạo Trường Đại học An Giang thông qua ngày 15/4/2022 Thư ký ThS Nguyễn Thị Lan Phương Phản biện Phản biện PGS TS Huỳnh Vĩnh Phúc TS Huỳnh Anh Huy Chủ tịch Hội đồng LỜI CẢM ƠN Các tác giả xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu Trường Đại học An Giang, Phòng Quản lý khoa học Đào tạo Sau đại học, Phòng Kế hoạch tài vụ, Ban Chủ nhiệm Khoa Sư phạm tạo điều kiện, hướng dẫn thủ tục hành cần thiết để tác giả hoàn thành đề tài Các tác giả xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp thuộc Bộ môn Vật lý - Khoa Sư phạm, đồng nghiệp Tổ Vật lý – KTCN Trường PT THSP giúp đỡ tác giả trình thực đề tài Đặc biệt, tác giả xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến GS TS Nguyễn Quốc Khánh có thảo luận xác đáng hữu ích kết nghiên cứu đề tài Tuy có nhiều cố gắng thời gian lực có hạn nên tác giả mong nhận đóng góp ý kiến nhà khoa học, bạn đồng nghiệp, học viên, sinh viên để tác giả có điều chỉnh, có định hướng nghiên cứu tiếp theo, phát triển đề tài Xin chân thành cảm ơn! An Giang, ngày … tháng … năm 2022 TM Nhóm tác giả TS Nguyễn Văn Mện i TĨM TẮT Phổ kích thích tập thể đặc tính quan trọng vật liệu thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu nhà khoa học Phổ kích thích tập thể graphene đơn lớp graphene lớp kép, graphene lớp đôi nghiên cứu sôi động công bố nhiều năm qua Các cơng trình khoa học cơng bố chứng minh rằng, nhiệt độ có đóng góp đáng kể vào kích thích tập thể hệ, so với trường hợp nhiệt độ khơng Đề tài tính tốn phổ kích thích tập thể cấu trúc lớp đôi cấu tạo từ lớp graphene lớp kép lớp khí điện tử hai chiều truyền thống có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ Bằng cách sử dụng gần pha ngẫu nhiên, đề tài tính tốn phổ kích thích tập thể lớp đơi cách tìm điểm khơng hàm phân cực động phụ thuộc tần số Kết giải số cho thấy, có hai nhánh phổ tồn hệ Nhánh quang học kéo dài vùng kích thích đơn hạt nhánh âm học vượt qua đường biên vùng kích thích đơn hạt nội vùng đoạn nhỏ biến Kết tính tốn cho thấy, nhiệt độ có ảnh hưởng mạnh lên phổ kích thích tập thể hệ, làm tăng đáng kể tần số nhánh phổ, chủ yếu xảy vùng vector sóng lớn Bên cạnh đó, có mặt nhiệt độ làm giảm ảnh hưởng khoảng cách hai lớp mật độ hạt tải lên phổ kích thích tập thể hệ Như vậy, yếu tố nhiệt độ khơng nên bỏ qua xác định kích thích tập thể hệ có cấu trúc tương tự Các kết thu có ích cho nhà khoa học việc nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng graphene cơng nghệ Từ khóa: graphene lớp kép, phổ kích thích tập thể, hàm điện mơi động, ảnh hưởng nhiệt độ, cấu trúc lớp đôi ii ABSTRACT Collective excitations are one of the important properties of materials and have attracted a lot of attention from scientists Collective excitations in monolayer graphene, bilayer graphene, and double-layer graphene have been intensively studied and published in recent years The previously published works demonstrate that temperature has noticeable contributions to the collective excitations in the systems, compared to the case of zero temperature This work calculates the collective excitations in a double-layer structure consisting of a bilayer graphene sheet and an ordinary two-dimensional electron gas layer within temperature effects By using the random-phase approximation, this work determines the collective excitations in the structure from the zeros of the frequency-dependent dynamical dielectric function The numerical results present that two collective modes exist in the system The optical mode continues in the single-particle excitation area while the acoustic one just crosses the boundary of the intra single-particle excitation and disappears The calculations also show that temperature strongly affects the collective excitations in the structure Temperature significantly increases the frequency of collective modes, found mainly in the large wave vector regions Besides, the presence of temperature reduces the effects of interlayer separation and carrier density on the collective excitations Therefore, temperature should not be neglected when finding the collective excitations in similar structures Our results might be helpful for experimental scientists in studying and applying graphene in technology Keywords: bilayer graphene, collective excitations, dynamical dielectric function, temperature effects, double-layer structures iii