Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Khảo sát cấu hình nhám thông qua tỉ số độ rộng phổ trong giếng lượng tử InN/GaN

ĐẠI HỌC HUẾ TRUONG DAI HOC SU PHAM DINH THI KIM CHI KHAO SAT CAU HINH NHAM THONG QUA Ti SO DO RONG PHO TRONG GIENG LUGNG TU InN/GaN Chuyên ngành: VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT LÝ TOÁN Mã số: 60 44 01 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THEO DỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS DINH NHƯ THẢO Huế, năm 2017 LOI CAM DOAN ‘Toi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liêu Xết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố bắt kỳ công trình ngh cứu khác Thế, tháng 10 năm 2017 'Tác giả luận văn Đình Thị Kim Chỉ LOI CAM ON Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Dinh Như Thảo tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực Chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo khoa Vật lí, phịng đạo tạo sau Dại học trường Dại học sư phạm, Dại học Huế bạn học viên Cao học lớp Vật lí lí huyết vật í toán K24 động viên, giúp đỡ, khích lệ tối suốt thời gian học tập nghiên cứu Chân thành cảm ơn gia đình bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tối suốt thời gian qua “Huế, tháng 10 năm 2017 “Tác giả luận văn Đỉnh Thị Kim Chỉ MUC LUC Trang phụ bìa Lời cam đoạn Lời cảm ơn Mục lục ¬ Danh mục bảng biểu ` "- nh ng khai Danh mục từ viết tắt kí hiệu Danh mục đồ thị, hình vẽ MỞ ĐẦU NỘI DUNG 13 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18 18 1.1 Tổng quan vật liu InN/GaN 11 Các đặc trưng vật liệu bn din InN 1.12 Các đặc trưng vật liệu GẠN 1.1.3 Dj efu tric ban din InN/G 1.2 Tổng quan giếng lượng tử 1 Giống lượng tử vuông góc sâu vơ hạn 17 18 19 1.2.2 12.3 1.24 1.3 Các 1.3.1 1.3.2 1.3.3 Giống lượng tử vng góc sâu hữu hạn Giếng lượng tử tam giác, 22 Giống lượng tử parabol chế tán xa khí điện tử hai chiều Tán xạ nhám bề mặt (SR) Tân xạ tạp chất ion hóa (II) 29 Tén xa hop kim (AD) 32 1.3.4 Tin xa phonon 26 31 3L 32 33 Chương KHẢO SÁT CẤU HÌNH NHÁM THƠNG QUA Ti SO DO RONG PHO TRONG GIENG LUGNG TU InN/GaN 34 2.1 Mo hinh giéng lượng tử hình thành dị cấu trúc bán din InN/GaN 2.1.1, Giếng lượng tử hình thành chuyển tiếp dị chất đơn InN/GaN v1 2.1.2 Giếng lượng tử hình thành chuyển tiếp dị chất kép GaN/InN/GaN 34 2.2 Các đại lượng đặc trưng e ac " hình nhám 38 2.3 Ảnh hưởng tán xạ nhám bề mặt lên độ rộng vạch phd 40 3.3.1 Độ rộng vạch phổ vùng chuyén tiép « 2.3.2 Ảnh hưởng tán xạ bề mặt nhám lên độ rộng 2.4 Khao si vạch phổ số độ rộng phố 40 41 Chuong KET QUA TINH TOAN VA THAO LUAN 3.1, Gid tri etia chidu dai tương quan A 3.2 Gia tric ee) mm độ nhám 3.3 So sánh cấu hình nhám vật liệu IIN/GaN thay đổi tham sốcủa giếng lượng tử_ 43 46 KẾT LUẬN 48 TAI LIEU THAM KHAO 50 PHỤ LỤC Pa DANH MUC CAC BANG BIEU 1.1 Các thông số vật liệu ban din InN nhigt 300K, 15 1.2 Các thông số vật liệu bán dẫn GaN niet 300K, 17 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Cụm từ viết tất 2DEG AD LA 10 aw SR Nghĩa cụm từ viết tất Khí điện từ hai chiều Mất trật tự hợp kim Tap ion hóa, Phonon am Phonon quang Giếng lượng tử bề mặt DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ 11 Cấu trúc 12 Cấu trúc tỉnh thể GaN, tỉnh thể InN, Độ rộng khe vùng InN/GaN 14 Minh họa giếng lượng tử vng góc sâu võ hạn 13 Đồ thị họa hàm sóng hat giống vng sĨc sâu vơ hạn 16 Minh họa giếng lượng tử vng góc sâu hữu hạn 16 18 20 23 Đồ thị xác định gid tri, m, m, ns ứng với ba mức lượng Bì, Eo, Bs Đồ thị họa hàm sóng hạt giếng lượng tử vng góc sâu hữu hạn 19 Minh họa giếng lượng tử tam giác 110 Đồ thị minh họa hàm sóng hạt giếng lượng tử L8 tam gi 29 Minh họa giếng lượng tử parabol Đồ thị mỉnh họa hàm sóng hạt giống lượng tử parabol 29 31 21 Minh họa giếng lượng tử chuyển tiếp dị chất đơn IN/GAN co 2.2 Minh họa giếng lượng tử chuyển tiếp dị chất kép 41 GaN/InN/GaN 37 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc tỉ số rong vạch phổ Ry(L, nạ, LÝ, „; À) vào chiều đài tương quan A, với độ rong giéng L = 75 A, L’ = 95 A; đường chấm gach biéu dién két lý thuyết đường liền nét biểu diễn kết thực nghiệm, dấu mũi tên giá trị chiều đài tương quan tương ứng 3.2 Đồ thị biểu diễn sư phu thuộc độ rộng vạch phổ ys (A) = +sw (E, nạ, A, A) vào biên độ nhám A, với độ rộng giống 75 A; đường chấm gạch biểu diễn kết lý thuyết đường liền nét biểu diễn kết thực nghiệm, dầu mũi tên giá trị biên độ nhám tương ứng 33 Dé thi biểu diễn phụ thuộc tỉ số độ rộng vạch phổ T.,(L,n,, L,n„; A) vào chiều đài tương quan A, với độ rong giéng L = 80 A, 100 Ả; đường chấm gach biểu diễn kết lý thuyết đường liền nét biểu diễn kết thực nghiệm, dấu mũi tên giá trị chiều đài tương quan tương ứng 46