Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGÔ THỊ THANH HIẾU ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG BỨC XẠ LASER LÊN HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỬ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG HỐ LƯỢNG TỬ (TÁN XẠ ĐIỆN TỬ - PHONON QUANG) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội- 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ngô Thị Thanh Hiếu ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG BỨC XẠ LASER LÊN HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỬ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG HỐ LƯỢNG TỬ (TÁN XẠ ĐIỆN TỬ - PHONON QUANG) Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số: 60 44 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn : GS.TS Nguyễn Quang Báu Hà Nội - 2011 MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………………………………….4 Chương : Tổng quan hố lượng tử Bài tốn hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử bán dẫn khối có mặt trường xạ laser Tổng quan hố lượng tử……………………………………………… …… 1.1 Khái niệm hố lượng tử……………………………………………….…….7 1.2 Phổ lượng hàm sóng điện tử giam cầm hố lượng tử …………………………………………………………………………….……….8 Hấp thụ phi tuyến sóng điện từ yếu điện tử giam cầm bán dẫn khối có mặt hai sóng điện từ 2.1 Xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử bán dẫn khối 2.2 Tính mật độ dịng hệ số hấp thụ 15 Chương 2: Phương trình động lượng tử biểu thức giải tích hệ số hấp thụ sóng điện tử yếu điện tử giam cầm hố lượng tử có mặt trường xạ Laser…………………………………………………………… 20 Phương trình động lượng tử điện tử giam cầm hố lượng tử có mặt hai sóng ……………………………………… …………………………… 20 Tính hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện tử yếu điện tử giam cầm hố lượng tử có mặt trường xạ Laser…………………… 32 Chương 3: Tính tốn số vẽ đồ thị kết lý thuyết cho hố lượng tử… ……………………………………………………………………… ………… 44 Tính tốn số vẽ đồ thị hệ số hấp thụ cho hố lượng tử GaAs/GaAsAl…………………………………………………………………… 44 Thảo luận kết thu được………………………………… .50 Kết luận………………………………………………………………………… 52 Tài liệu tham khảo…………………………………………….…………………53 Phụ lục……………………………………………………………………………55 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.1: Sự phụ thuộc vủa hệ số hấp thụ vào nhiệt độ T………………………….46 Hình 3.2: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào cường độ sóng điện từ thứ E01 ……………………………………………………………………………… ….47 Hình 3.3: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào lượng sóng điện từ thứ 1 ……………………………………………………………………………48 Hình 3.4: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào lượng sóng điện từ thứ 2 …………………………………………………………………………….49 Hình 3.5: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào độ rộng hố lượng tử L……………………………………………………………………………….50 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thời gian gần đây, ngày nhiều người quan tâm tìm hiểu nghiên cứu tính chất hệ thấp chiều, có hệ hai chiều, ví dụ như: siêu mạng hợp phần, siêu mạng pha tạp, hố lượng tử… Việc chuyển từ hệ ba chiều sang hệ thấp chiều làm thay đổi nhiều tính chất vật lý, có tính chất quang vật liệu Sự giam giữ điện tử hệ thấp chiều cho phản ứng hệ điện tử tác dụng bên ngồi (sóng điện từ, từ trường…) xảy khác biệt so với bán dẫn khối thông thường Các cấu trúc thấp chiều làm thay đổi đáng kể nhiều đặc tính vật liệu, làm xuất nhiều hiệu ứng mà hệ điện tử ba chiều khơng có.[ 8] Trong bán dẫn khối, điện tử chuyển động toàn mạng tinh thể (cấu trúc chiều) hệ thấp chiều bao gồm cấu trúc hai chiều,chuyển động điện tử bị giới hạn nghiêm ngặt dọc theo một(hoặc hai,ba) hướng tọa độ Phổ lượng hạt tải trở nên bị gián đoạn theo phương Sự lượng tử hóa phổ lượng hạt tải dẫn đến thay đổi đại lượng vật liệu như: hàm phân bố, mật độ trạng thái, mật độ dòng, tương tác điện tử - phonon…Như vậy, chuyển đổi từ hệ 3D sang 2D,1D sang 0D làm thay đổi đáng kể tính chất hệ [9 20] Trong lĩnh vực nghiên cứu lý thuyết, cơng trình ảnh hưởng sóng điện từ mạnh(bức xạ laser) lên hấp thu sóng điện từ yếu bán dẫn khối nghiên cứu nhiều Thời gian gần có số cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng sóng điện từ mạnh(bức xạ laser) lên hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm bán dẫn thấp chiều Tuy nhiên, hố lượng tử, ảnh hưởng trường xạ laser lên hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm vấn đề mở, chưa giải Trong khóa luận, tiến hành nghiên cứu giải cụ thể vấn đề Về phương pháp nghiên cứu: Có thể sử dụng nhiều phương pháp lý thuyết khác để giải toán hấp thụ phi tuyến sóng điện từ như lý thuyết hàm Green, phương pháp phương trình động lượng tử… Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng nên việc áp dụng chúng cịn phụ thuộc vào tốn cụ thể Đối với toán ảnh hưởng trường xạ Laser lên hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm hố lượng tử, chúng tơi sử dụng phương pháp phương trình động lượng tử Từ Hamilton hệ biểu diễn lượng tử hóa lần hai ta xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử giam cầm, áp dụng phương trình động lượng tử để tính mật độ dịng hạt tải, từ suy biểu thức giải tích hệ số hấp thụ Đây phương pháp sử dụng rộng rãi nghiên cứu hệ bán dẫn thấp chiều, đạt hiệu cao cho kết có ý nghĩa khoa học định Kết luận văn đưa biểu thức giải tích hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ điện tử giam cầm hố lượng tử có thêm sóng điện từ mạnh(laser) Biểu thức rằng, hệ số hấp thụ phụ thuộc phi tuyến vào cường độ sóng điện từ E0 , phụ thuộc phức tạp khơng tuyến tính nhiệt độ T hệ, tần số sóng điện từ tham số hố lượng tử ( n, L) Kết so sánh với toán tương tự bán dẫn khối để thấy khác biệt Cấu trúc khóa luận: Ngồi phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, luận văn gồm có chương, có hình vẽ, tổng cộng 59 trang: Chương I: Giới thiệu hố lượng tử toán hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử bán dẫn khối có mặt thêm trường xạ laser Chương II: Phương trình động lượng tử biểu thức giải tích hệ số hấp thụ tuyến sóng điện yếu từ điện tử giam cầm hố lượng tử có mặt trường xạ Laser Chương III: Tính tốn số vẽ đồ thị kết lý thuyết cho hố lượng tử GaAs/ GaAsAl Trong chương II chương III hai chương chứa đựng kết luận văn Đặc biệt luận văn đưa kết luận lý thú là: tác dụng sóng điện từ mạnh (laser), phụ thuộc hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm vào lượng sóng điện từ mạnh 1 lượng sóng điện từ yếu 2 khơng tuyến tính nhận giá trị âm Chương TỔNG QUAN VỀ HỐ LƯỢNG TỬ VÀ BÀI TỐN HẤP THỤ SĨNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ TRONG BÁN DẪN KHỐI KHI CÓ MẶT TRƯỜNG BỨC XẠ LASER Tổng quan hố lượng tử 1.1 Khái niệm hố lượng tử: Hố lượng tử (Quantum well) cấu trúc thuộc hệ điện tử chuẩn hai chiều, cấu tạo chất bán dẫn có số mạng xấp xỉ nhau, có cấu trúc tinh thể tương đối giống Tuy nhiên, chất khác xuất độ lệch vùng hóa trị vùng dẫn Sự khác biệt cực tiểu vùng dẫn cực đại vùng hóa trị lớp bán dẫn tạo giếng điện tử, làm cho chúng xuyên qua mặt phân cách để đến lớp bán dẫn bên cạnh Và cấu trúc hố lượng tử, hạt tải điện bị định xứ mạnh, chúng bị cách ly lẫn hố lượng tử hai chiều tạo mặt dị tiếp xúc hai loại bán dẫn có độ rộng vùng cấm khác Đặc điểm chung hệ điện tử cấu trúc hố lượng tử chuyển động điện tử theo hướng (thường trọn hướng z) bị giới hạn mạnh, phổ lượng điện tử theo trục z bị lượng tử hố, cịn thành phần xung lượng điện tử theo hướng x y biến đổi liên tục Một tính chất quan trọng xuất hố lượng tử giam giữ điện tử mật độ trạng thái thay đổi Nếu cấu trúc với hệ điện tử ba chiều, mật độ trạng thái giá trị tăng theo quy luật 1/ (với lượng điện tử), hố lượng tử hệ thấp chiều khác, mật độ trạng thái bắt đầu giá trị khác trạng thái có lượng thấp quy luật khác 1/ Các hố xây dựng nhiều phương pháp epytaxy chùm phân tử (MBE) hay kết tủa kim loại hóa hữu (MOCVD) Cặp bán dẫn hố lượng tử phải phù hợp để có chất lượng cấu trúc hố lượng tử tốt Khi xây dựng cấu trúc hố có chất lượng tốt, coi hố hình thành hố vng góc 1.2 Phổ lượng hàm sóng điện tử giam cầm hố lượng tử Với giả thiết hố có thành cao vơ hạn, giải phương trình Schrodinger cho điện tử chuyển động hố ta thu hàm sóng phổ lượng điện tử sau: i p r (r ) e sin( p n z ) n, p z Với p ( p x , p y ) n,p * ( pzn p2 ) n Ở pzn L 2m Trong n = 1,2,3 số lượng tử phổ lượng theo phương z p p p z vectơ xung lượng điện tử (chính xác vecto sóng điện tử điện tử) Với Oxy : Hệ số chuẩn hóa hàm sóng mặt phẳng Oxy m: khối lượng hiệu dụng điện tử; L : Độ rộng hố lượng tử p : Hình chiếu mặt phẳng (x, y) r : Hình chiếu r mặt phẳng (x, y) p nz n : giá trị vectơ sóng điện tử theo chiều z L Như phổ lượng điện tử bị giam cầm hố lượng tử nhận giá trị lượng gián đoạn, không giống bán dẫn khối, phổ lượng liên tục tồn khơng gian Sự gián đoạn phổ lượng điện tử đặc trưng điện tử bị giam cầm hệ thấp chiều nói chung hố lượng tử nói riêng Sự biến đổi phổ lượng gây khác biệt đáng kể tất tính chất điện tử hố lượng tử so với mẫu khối Hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử bán dẫn khối có mặt hai sóng điện từ 2.1 Xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử bán dẫn khối Xét Hamilton hệ điện tử - phonon bán dẫn khối: H H e H ph H e ph e H p c A(t ) a p a p e Với : p H ph qbqbq (1) q H e ph Cq a p q a p bq bq q, p Phương trình động lượng tử cho điện tử có dạng: i n p (t ) t a p a p , Hˆ (2) t Vế phải (2) có tương ứng ba số hạng với tốn tử Hamilton Ta tính số hạng Số hạng thứ nhất: e e a ; a p ' A ( t ) a a p p p c A(t ) a p a p , a p 'a p ' p' p' c p ' p t e p ' A(t ) a p a p ' p , p ' ap ap'ap ap ' ap'ap p ,p' ap'ap ap 'ap c p' e p A(t ) ap ap ap ap c Số hạng thứ hai: a p a p ; q bq bq q toán tử a, b la hai loại độc lập t chúng giao hốn với Số hạng thứ ba: a a b b C ap ap ; q q q p ' q p ' q , p ' Cq ap ap q bq q t ap ap q bq C ap ap ' p ,p'q ap 'q ap p ,p' bq bq q t t q, p ' ap q ap bq t ap q ap bq t Cq Fp ,p q ,q (t ) Fp*q ,p , q (t ) Fp ,p q ,q (t ) Fp*,p q , q (t ) q Vậy phương trình (2) trở thành: i n p (t ) t Cq Fp , p q , q (t ) Fp* q , p , q (t ) Fp , p q , q (t ) Fp*, p q , q (t ) q Với Fp1 , p2 , q (t ) a p1 a p2 bq t Để giải (3) ta cần tính Fp , p , q (t ) thông qua phương trình: (3) -3 1.2 Do thi anpha - T x 10 he so hap thu anpha 0.8 0.6 0.4 0.2 50 100 150 200 Nhiet (K) 250 Hình 3.1: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ nhiệt độ T 46 300 350 Do thi anpha - bien song dien tu manh 0.8 T=49K T=65.1K T=70.2K 0.7 he so hap thu anpha 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 -0.1 bien song dien tu 10 7V/m x 10 Hình 3.2: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào cường độ sóng điện từ thứ E01 -7 Do thi anpha - nang luong song dien tu manh x 10 T=150K T2=25.1K 3.5 he so hap thu anpha 2.5 1.5 0.5 -0.5 -1 0.4 0.5 0.6 Nang luong song dien tu 0.7 0.8 0.9 meV 47 Hình 3.3:Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào lượng sóng điện từ mạnh (Laser) -6 x 10 Do thi anpha - nang luong song dien tu yeu T=18K T=12.1K 1.5 he so hap thu anpha 0.5 -0.5 -1 -1.5 -2 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Nang luong song dien tu yeu 0.6 0.7 0.8 meV Hình 3.4: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào lượng sóng điện từ yếu 2 48 Do thi anpha - rong ho luong tu 1000 T=70.1K T=150.5K 900 800 he so hap thu anpha 700 600 500 400 300 200 100 5.5 6.5 7.5 rong ho luong tu 8.5 9.5 10 -9 x 10 Hình 3.5: Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào độ rộng hố lượng tử L Thảo luận kết thu được: Nhìn vào kết tính số vẽ đồ thị hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm hố lượng tử có trường xạ laser, ta có số nhận xét sau: Hình phụ thuộc hệ số hấp thụ vào nhiệt độ T hệ nhiệt độ tăng từ 50K tới 300K Đồ thị cho thấy hệ số hấp thụ tăng dần đạt giá trị cực đại, sau lại giảm dần nhiệt độ tiếp tục tăng Hình phụ thuộc hệ số hấp thụ α vào cường độ sóng điện từ mạnh laze E01 hai nhiệt độ T1 49K T1 65.1K , T1 70.2K Từ đồ thị, ta nhận thấy rằng: α phụ thuộc phi tuyến vào cường độ E01 sóng điện từ mạnh, nhiệt độ 50K hệ số hấp thụ nhận giá trị âm, nhiệt độ 50K hệ số hấp thụ nhận giá trị dương Hình hình phụ thuộc hệ số hấp thụ vào lượng sóng điện từ mạnh 1 lượng sóng điện từ yếu 2 Nhìn vào đồ thị ta thấy vùng nhiệt 49 độ thấp, hệ số hấp thụ nhận giá trị âm tăng nhanh 1 tăng, tốc độ giảm nhanh 2 tăng Khi nhiệt độ cao hệ số hấp thụ nhận giá trị dương giảm nhanh lượng 1 tăng, tốc độ giảm giá trị hệ số hấp thụ chậm lượng 2 giảm Hình biểu diễn phụ thuộc phi tuyến hệ số hấp thụ vào độ rộng hố lượng tử L, từ đồ thị ta thấy hệ số hấp thụ đạt giá trị cực đại độ rộng hố lượng tử tăng dần từ m đến m Như vậy, đồ thị cho thấy tác dụng sóng điện từ mạnh (laser), phụ thuộc hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm vào đại lượng kể nói chung khơng tuyến tính nhận giá trị âm 50 KẾT LUẬN Nghiên cứu tốn hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm hố lượng tử có mặt sóng điện từ mạnh (laser) thu kết sau: Xuất phát từ Hamilton hệ điện tử - phonon quang hố lượng tử , thiết lập phương trình động lượng tử cho điện tử giam cầm có mặt hai sóng Bằng phương pháp gần lặp liên tiếp, ta thu biểu thức giải tích cho hàm phân bố không cân điện tử giam cầm hố lượng tử Hàm phân bố không cân điện tử giam cầm sử dụng để xây dựng biểu thức giải tích hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu điện tử giam cầm với chế tán xạ điện tử - phonon quang có mặt sóng điện từ mạnh Hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ điện tử giam cầm hố lượng tử có mặt trường xạ laser phụ thuộc phi tuyến vào nhiệt độ, cường độ sóng điện từ lượng hai sóng điện từ, mà cịn phụ thuộc phi tuyến vào độ rộng L hố lượng tử Kết lý thú số điều kiện thỏa mãn định liên quan đến nhiệt độ lượng sóng điện từ (tần số sóng điện từ), hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu trở nên âm, tức hệ số hấp thụ trở thành hệ số gia tăng sóng điện từ yếu Điều mở khả gia tăng sóng điện từ yếu hố lượng tử có mặt sóng điện từ mạnh khác Đây điều mà bán dẫn khối xảy 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Quang Báu, Bùi Đằng Đoan, Nguyễn Văn Hùng, Vật lý thống kê, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội,( 2004) [2] Nguyễn Quang Báu (chủ biên), Lý thuyết bán dẫn,hiện đại, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội, (2011) [3] Nguyễn Quang Báu (chủ biên), Vật lý bán dẫn thấp chiều, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, (2010) [4] Nguyễn Văn Hùng, Giáo trình lý thuyết chất rắn, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội, (1999 [5] Nguyễn Vũ Nhân, Các hiệu ứng động gây trường sóng điện từ bán dẫn plasma, Luận án tiến sĩ Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN, (2002) [6] Nguyễn Vũ Nhân, Nguyễn Quang Báu (1999) , Tạp chí nghiên cứu khoa học kỹ thuật quân , số 29.6-1999 [7] Nguyễn Vũ Nhân, Nguyễn Quang Báu, Vũ Thanh Tâm (1998), tạp chí nghiên cứu khoa học kỹ thuật quân sự, số 24.3-1998 [8] Chhoumm NAVY “Một số hiệu ứng động tính chất quang- âm- điện tử bán dẫn”,luận án tiến sĩ vật lý,ĐHKHTN,ĐHQGHN,(1998) [9] Trần Công Phong, Cấu trúc tính chất quang hố lượng tủ siêu mạng, luận án tiến sĩ Vật Lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN, (1998) [10]Đinh Quốc Vương, Các hiệu ứng động âm – điện tử hệ điện tử thấp chiều, luận án tiến sĩ Vật Lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN, (2007) Tiếng Anh [11]N Q Bau, N V Nhan and T C Phong, J Phys Soc Japan, 67, pp.3875 (1998) [12] Nguyen Quang Bau, Nguyen Vu Nhan and Tran Cong Phong, J Korean Phys Soc, 41(1), pp,154 (2002) [13] Nguyen Quang Bau, Nguyen Vu Nhan, and Tran Cong Phong, J Kor Phys Soc 42,647 (2003) [14] Nguyen Quang Bau, VNU J Science, Math – Phys, XXII, 47 (2006) [15] Nguyen Quang Bau, Le Đinh, Tran Cong Phong, J Kor Phys Soc 51, 1325 (2007) 52 [16] Nguyen Thi Thanh Nhan, Le Thi Luyen, Nguyen Vu Nhan, Nguyen Quang Bau (2011), Proc.Natl.Conf Theor.Phys 36(2011), pp 1-3 [17] Tsuchiya T anh Ando T , Phys Rev B, 47(12), pp 7240 (1993) [18] Vasilonpoulos P.,Chabonneau M., Vliet M C., Phys Rev B,35(3),pp 1334(1987) [19] V.V.Pavlovich and E.M Epshtein, Sov Phys Solid state 19, 1760 (1997) [20] Chmitt –Rink S., Chemla D S and Miller D A B , Adv Phys, 38(2), pp 89 (1989) 53 PHỤ LỤC Chương trình tính số vẽ đồ thị cho hệ số hấp thụ sóng điện yếu điện tử giam cầm hố lượng tử GaAs/GaAsAl có mặt hai sóng Để làm việc này, chúng tơi sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlap 7.0 for Windows Hệ số hấp thụ phụ thuộc vào nhiệt độ T: clc;clear all;close all; T=linspace(50,300,250); E01=3.5e9;E012=3e9;k1=12.9;%Kappa0 k2=10.9;%Kappa Vo cung %T=245.1; L=90e-10; omeg1=2.1e12; omeg2=13.8e12;gama=pi/3;k=1.3807e-23; L=24e-10; 10 e0=12.5; 11 m0=9.109389e-31;%.05459e-34; 12 m1=.067*m0;e=2.07*1.60219*1e-19;n0=1e23; 13 y1=y(omeg1,omeg2,T,L,E01,gama) 14 y2=y(omeg1,omeg2,T,L,E012,gama) 15 plot(T,y1,'-r');hold on; 16 plot(T,y2,'.b'); 17 title('Do thi anpha - T'); 18 xlabel('Nhiet (K)'); 19 ylabel('he so hap thu anpha'); 20 legend('E01=11e9','E012=17e9'); 21 2, Hệ số hấp thụ phụ thuộc E01 22 clc;clear all;close all; 23 %T=linspace(50,301,150); 24 E01=linspace(1.5e7,13.8e7,100); 25 T1=100.1; 54 26 T2=200.5; 27 %E01=3.5e6 28 %E012=3e7; 29 %T=245.1; L=90e-10; 30 omeg1=2.1e12; 31 omeg2=13.8e12; 32 gama=0;k=1.3807e-23; 33 L=90e-10; 34 V=13.5*1.6021e-19; 35 c=3e8;Xinf=10.9;%V chinh dien the 36 y1=Hy(omeg1,omeg2,T1,L,E01,gama) 37 y2=Hy(omeg1,omeg2,T2,L,E01,gama) 38 plot(E01,y1,'.r');grid on;hold on 39 plot(E01,y2,'b') 40 title('Do thi anpha - E01'); 41 xlabel('Bien song E01'); 42 ylabel('he so hap thu anpha'); Hệ số hấp thụ phụ thuộc vào cường độ sóng điện từ E01: 2.Chương trình tính số phụ thuộc hệ số hấp thụ điện từ 1( trường hợp phi tuyến) clc;clear all;close all; %T=linspace(50,301,150); %E01=linspace(1.5e7,13.8e7,100); T1=50.1; T2=300.5; E01=3.5e7 55 theo lượng sóng %gama=linspace(0,1.7*pi,99); %E012=3e7; %T=245.1; L=90e-10; %omeg1=1.1e12; omeg2=2e12; gama=0; k=1.3807e-23; omeg1=linspace(50e11,10e12,99); N=omeg1; %L=90e-10; %L=linspace(55e-10,1000e-10,200); V=13.5*1.6021e-19; c=3e8;Xinf=10.9;%V chinh dien the y1=Hy(N,omeg2,T1,L,E01,gama) y2=Hy(N,omeg2,T2,L,E01,gama) plot(omeg1,y1,'.r');grid on;hold on plot(omeg1,y2,'b') title('Do thi anpha - nang luong song 1'); xlabel('Nang luong song h*omeg1'); ylabel('he so hap thu anpha'); 3.Chương trình tính số phụ thuộc hệ số hấp thụ điện từ clc;clear all;close all; E01=1e6; omeg2=linspace(20.1e11,10.1e12,99); %T=linspace(50,301,150); %E01=linspace(1.5e7,13.8e7,100); T1=70.1; T2=200.5; E01=3.5e7 %gama=linspace(0,1.7*pi,99); %E012=3e7; %T=245.1; L=90e-10; %omeg1=1.1e12; %omeg2=2e12; gama=0; k=1.3807e-23; omeg1=5e12; N=omeg2; %L=90e-10; 56 theo lượng sóng %L=linspace(55e-10,1000e-10,200); V=13.5*1.6021e-19; c=3e8;Xinf=10.9;%V chinh dien the y1=Hy(N,omeg1,T1,L,E01,gama) y2=Hy(N,omeg1,T2,L,E01,gama) plot(omeg2,y1,'.r');grid on;hold on plot(omeg2,y2,'b') title('Do thi anpha - nang luong song 2'); xlabel('nang luong song h*omega 2'); ylabel('he so hap thu anpha'); Chương trình tính số phụ thuộc hệ số hấp thụ lượng tử L: %ti clc;clear all;close all; %T=linspace(50,301,150); %E01=linspace(1.5e7,13.8e7,100); T1=70.1; T2=150.5; E01=3.5e7 %gama=linspace(0,1.7*pi,99); %E012=3e7; %T=245.1; L=90e-10; omeg1=1.1e12; omeg2=10.8e12; gama=0; %k=1.3807e-23; %L=90e-10; L=linspace(55e-10,100e-10,200); V=13.5*1.6021e-19; c=3e8;Xinf=10.9;%V chinh dien the y1=Hy(omeg1,omeg2,T1,L,E01,gama) y2=Hy(omeg1,omeg2,T2,L,E01,gama) plot(L,y1,'.r');grid on;hold on plot(L,y2,'b') title('Do thi anpha - rong ho luong tu'); xlabel('do rong ho luong tu'); ylabel('he so hap thu anpha'); Các chýõng trình khác: 7.1function Hy=Hy(omeg1,omeg2,T,L,E01,gama) e0=1; m0=1;h=1;%.05459e-34; m1=.067*m0;e=2.07*e0;n0=1e23; 57 theo độ rộng hố c=3e8; Xinf=10.9; X0=12.9; hw0=3.625e-4*1.60219e-19; k=1.3807e-23; % %ro=5320;vs=5370;Xif=10.9;E02=5e6; a11=n0*e^4*hw0*(hw0/h)./(c*sqrt(2*pi*Xinf)*(m1*k.*T).^3/2.*omeg2.^3)*(1/Xinf1/X0); % a11=8*pi^3*e^4*h./(c*sqrt(2*pi*Xinf)*(m1*k.*T).^3/2.*omeg2.^3)*(1/Xinf-1/X0); Hy=0; for n=1:3 for n1=1:3 if n==n1 delta=1 else delta=0 end A=a11.*2.*pi./L*10e-21*(delta+1).*(D1(0,1,omeg1,omeg2,T,L,n,n1)-D1(0,2,omeg1,omeg2,T,L,n,n1)- 1/2.*(H1(0,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-H1(0,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1))+ 3/32.*(G1(0,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-G1(0,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1))+ 1/4.*(H1(-1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-H1(-1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)+ H1(1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-H1(1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1))- 1/16.*(G1(-1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-G1(-1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)+ G1(1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-G1(1,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1))+ 1/64.*(G1(-2,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-G1(-2,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)+ G1(2,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1)-G1(2,1,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1))); Hy=Hy+A; end end end Chương trình 7.2 function D1= D1(s,m,omeg1,omeg2,T,L,n,n1) h=1.05e-34 ; k=1.3807e-23;%thay doi lai gia tri m1=(9.1095*1e-31).*0.066; 58 epxilonn=pi^2*h^2*n^2./(2*m1.*L.^2); epxilonn1=pi^2*h^2*n1^2./(2*m1.*L.^2); a= ksi(s,m,omeg1,omeg2,L,n,n1)./(2*k.*T); c=ksi(s,m,omeg1,omeg2,L,n,n1); b=besselk(1/2,abs(c)./(2*k.*T));%k1 D1=pi.*exp(-a).*(4*m1^2.*c.^2/h^4).^(1/4).*b.*(exp((-epxilonn./(2*k.*T))-exp((1./(2*k.*T)).*(epxilonn1-c)))); end 7.3 function G1 = G1(s,m,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1) h=1.05e-34 ; k=1.3807e-23;%thay doi lai gia tri e0=1.60219e-19; e=2.07*e0;%kiem tra lai gia tri so cu the m0=9.109389e-31; m1=0.067*m0; a1=e.*E01./(m1.*omeg1.^2); a= ksi(s,m,omeg1,omeg2,L,n,n1)./(2*k.*T); c= ksi(s,m,omeg1,omeg2,L,n,n1); b=besselk(5/2,abs(c)./(2*k.*T));%k3 epxilonn=pi^2*h^2*n^2./(2*m1.*L.^2); epxilonn1=pi^2*h^2*n1^2./(2*m1.*L.^2); %H=a1.^2*(pi/2+(pi/4)*cos(2*gama))*exp(a/(2*k*T)*((4*m1.^2*(a^2)/(h.^4)*b*(exp((-epxilon0(n)/(2*k*T)-exp((1/(2*k*T))*(epxilon(n1)*(-a); G1=(a1.^4)*(3*pi/8+pi/4.*cos(2.*gama)).*exp(a).*((4*m1^2.*c.^2)/h^4).^(5/4).*b.*(exp(-epxilonn./(2*k.*T))-exp((1./(2*k.*T).*(epxilonn1-c)))); end 7.4 function H1 = H1(s,m,omeg1,omeg2,T,L,E01,gama,n,n1) h=1.05e-34 ; k=1.3807e-23;%thay doi lai gia tri e0=1.60219e-19; e=2.07*e0;%kiem tra lai gia tri so cu the m0=9.109389e-31; m1=.067*m0; a1=e.*E01./(m1.*omeg1.^2); a= ksi(s,m,omeg1,omeg2,L,n,n1)./(2*k.*T); c= ksi(s,m,omeg1,omeg2,L,n,n1); 59 b=besselk(3/2,abs(c)./(2*k.*T));%k2 epxilonn=pi^2*h^2*n^2./(2*m1.*L.^2); epxilonn1=pi^2*h^2*n1^2./(2*m1.*L.^2); %H=a1.^2*(pi/2+(pi/4)*cos(2*gama))*exp(a/(2*k*T)*((4*m1.^2*(a^2)/(h.^4)*b*(exp((-epxilon0(n)/(2*k*T)-exp((1/(2*k*T))*(epxilon(n1)*(-a); H1=(a1.^2).*(pi/2+pi/4.*cos(2.*gama)).*exp(a).*((4*m1^2.*c.^2)/h^4).^(3/4).*b.*(exp(-epxilonn./(2*k.*T))-exp((1./(2*k.*T).*(epxilonn1-c)))); end 60
Ngày đăng: 15/09/2020, 14:44
Xem thêm:
