KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỐ VÀ THẢO LUẬN CHO DÂY LƢỢNG TỬ- 123docz.net

, k ( ) k kn ln ln l t

26 Hàm phân bố điện tử:

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỐ VÀ THẢO LUẬN CHO DÂY LƢỢNG TỬ HÌNH CHỮ NHẬT HỐ THẾ CAO VÔ HẠN

HÌNH CHỮ NHẬT HỐ THẾ CAO VÔ HẠN

Để thấy được tường minh sự phụ thuộc về cả định tính lẫn định lượng của các hệ số Hall bởi điện tử giam cầm trong dây lượng tử hình chữ nhật hố thế cao vô hạn với cơ chế tán xạ điện tử - phonon quang vào các tham số của hệ, trong phần này trình bày các kết quả tính số có được bằng việc sử dụng phần mền tính số Matlab . Các số liệu được sử dụng tính số ở bảng (3.1)

Bảng 3.1. Các tham số của dây lượng tử hình chữ nhật với hố thế cao vô hạn GaAs/GaAsAl

Đại lƣợng Kí hiệu Giá trị

Thời gian phục hồi xung lượng 0 10-12 (s) Vận tốc sóng âm dọc vl 2,0×103 (m.s−1) Vận tốc sóng âm ngang vt 1,8×103 (m.s−1) Vận tốc sóng âm ngoài vs 5370 (m.s−1)

Hằng số thế biến dạng Λ 13,5 (eV)

Khối lượng hiệu dụng của điện tử m 0,067me

Mật độ khối lượng của bán dẫn  5320 (kg.m-3) Kích thước của dây theo phương x, y Lx, Ly 30 nm

Chiều dài dây lượng tử L 120 nm

Đồng thời chỉ xét các dịch chuyển của electron giữa các mức cơ bản và các mức kích thích thấp nhất n1,n1,l1,l1;N' N 1

Hình 3.1. Sự phụ thuộc của hệ số Hall vào tần số sóng điện từ tại các giá trị khác nhau của từ trường

Hình 3.1 mô tả sự phụ thuộc cả hệ số Hall vào tần số sóng điện từ tại các giá trị khác nhau của từ trường. Có thể thấy rằng ở miền tần số nhỏ hệ số Hall phụ thuộc mạnh vào tần số tuy nhiên khi tần số sóng điện từ lớn  13 1

1.5 10 s

   thì hệ số Hall không còn phụ thuộc vào tần số nữa. Điều này có thể giải thích định tính như sau: theo quan điểm cổ điển, khi tần số sóng điện từ lớn hơn nhiều so với nghịch đảo “thời gian đáp ứng” của hạt tải (electron) với sóng điện từ thì tác dụng của sóng điện từ lên hạt là gần như không thay đổi (biên độ sóng điện từ đang được giữ không đổi). Trên quan điểm lượng tử thì ta thấy rằng với tần số

 13 1

1.5 10 s

   thì tần số này lớn hơn nhiều so với tần số cyclotron (ở đây với

12 1

4 , c 5 10

B T    s ). Do vậy năng lượng photon lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa hai mức Landau. Vì vậy khả năng để electron dịch chuyển giữa hai mức Landau liền kề như đang xét do hấp thụ photon là không có. Khi tần số sóng điện từ tăng liên tục, hệ số Hall đạt đến giá trị bão hòa. Từ kết quả này chúng ta có thể thấy

được sự khác biệt giữa hệ một chiều và hai chiều nói chung và trong siêu mạng pha tạp nói riêng . Tại các giá trị từ trường khác nhau, dáng điệu đồ thị không thay đổi mà chỉ thay đổi các giá trị của đỉnh cực đại. Trong trường hợp này, hệ số Hall có cả hai giá trị âm và giá trị dương. Đó là sự khác biệt của hệ số Hall trong dây lượng tử hình chữ nhật hố thế cao vô hạn so với hệ số Hall trong hệ hai chiều (giếng lượng tử, bán dẫn siêu mạng pha tạp )

Hình 3.2. Sự phụ thuộc của từ trở Hall vào tỷ số /c tại các giá trị khác

nhau của biên độ sóng điện từ.

Hình 3.2 mô tả sự phụ thuộc của từ trở Hall vào tỷ số /c tại các giá trị khác nhau của biên độ sóng điện từ khiB 6T . Từ trở được biết đến như là một

hàm của tỉ số /c tại giá trị c cố định. Khi tỷ số /c tăng thì từ trở Hall đạt

giá trị bão ta có thể thấy rất rõ các giá trị cực tiểu tại /c 5 / 4,6 / 4,7 / 4khi biên độ sóng điện từ lần lượt là 6 6 6

4.10 / , 2.10 / ,10 /