Chương 1 trình bày về các cấu trúc hệ thấp chiều và hành vi của điện tử trong hệ thấp chiều.
Đối với không gian 3D thông thường, chẳng hạn như điện tử trong bán dẫn khối thì phổ năng lượng là một dải parabol liên tục. Khi số chiều hiệu dụng càng giảm dần, năng lượng của điện tử càng bị lượng tử hóa. Cụ thể, với điện tử trong hệ
2D phổ năng lượng bị tách ra thành các dải parabol riêng biệt (ứng với mỗi giá trị
của ta có một dải parabol. Đối với điện tử trong hệ 1D, phổ năng lượng cũng là các dải parabol, tuy nhiên ở đây có sự phân kỳ rõ rệt hơn (sự phân kỳ này phụ thuộc vào hai số lượng tử là và ). Khi số chiều hiệu dụng bằng không, năng lượng của hệ bị lượng tử hóa mạnh nhất, phổ năng lượng không còn là các dải con liên tục mà bị tách ra thành các mức gián đoạn.
Chương 1 còn trình bày đại cương về exciton và biexciton, sự hình thành exciton và biexciton trong các hệ thấp chiều, phân loại exciton và biexciton theo không gian tọa độ và không gian pha.
Trên cơ sở đó, trình bày những kết quả nghiên cứu trên thế giới về trạng thái
và năng lượng liên kết của exciton loại 1 trong các hệ thấp chiều.
Năng lượng liên kết của exciton tăng lên rõ rệt khi số chiều hiệu dụng giảm dần. Các tính toán cho thấy, năng lượng liên kết ở GS của exciton trong bán dẫn khối (3D) là , trong hệ 2D năng lượng này tăng gấp 4 lần, còn trong hệ 1D và hệ
0D năng lượng này tăng tỉ lệ nghịch với kích thước của hệ. Đặc biệt, trong QD,
năng lượng liên kết của exciton càng tăng nhanh khi bán kính chấm giảm.
Ngoài ra, chương 1 còn đề cập đến một số kết quả nghiên cứu về biexciton loại 1 trong các hệ thấp chiều.
Đối với biexciton 2D, tỉ số giữa năng lượng liên kết của biexciton 2D và exciton 2D là . Giá trị này phù hợp với giá trị thực nghiệm là
do Birkedal và cộng sự tiến hành (1996) đối với biexciton lỗ trống nặng trong QW GaAs.
Các nghiên cứu biexciton trước đó trên vật liệu Q1D khác như QWs, kết quả tương tự như với ống nanô. Kết quả cho thấy, năng lượng liên kết của biexciton trong
ống nanô tỉ lệ nghịch với bán kính của ống.
Đối với biexciton 0D (QD), năng lượng liên kết của biexciton phụ thuộc vào tỉ
số khối lượng điện tử-lỗ trống và tỉ số hằng số điện môi chấm-mạng. Đặc biệt giá trị này tăng lên rõ rệt khi bán kính của chấm giảm.
Chương 2. EXCITON VÀ BIEXCITON LOẠI 2 TRONG HỆ HAI CHẤM LƯỢNG TỬ