Khảo sát sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào thời gian t và bề rộng hố lượng tử tại nhiệt độ T = 300 K ta thu được đồ thị sau:
Hình 3.7 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào bề rộng hố lượng tử và thời gian t
Luận văn tốt nghiệp Đỗ Tuấn Long
Hình 3.8 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào bề rộng hố lượng tử
Hai đồ thị 3.7 và 3.8 cho thấy hệ số hấp thụ phụ thuộc mạnh và phi tuyến vào kích thước hố lượng tử. Cụ thể: khi bề rộng hố lượng tử vào khoảng 25 nm thì hệ số hấp thụ đạt giá trị cực đại. Sau đó, khi kích thước hố lượng tử tăng lên, hệ số hấp thụ giảm rất nhanh. Đồng thời, ta cũng thấy rằng, khi nhiệt độ tăng lên, các đỉnh cực đại dịch về phía kích thước hố lượng tử giảm.
Như vậy, việc khảo sát số biểu thức giải tích của hệ số hấp thụ đã làm rõ sự phụ thuộc phi tuyến của hệ số hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử vào bề rộng hố lượng tử và các thơng số trường ngồi. Kết quả khảo sát cho thấy: hệ số hấp thụ tăng khi cường độ sóng điện từ tăng, khi nhiệt độ của hệ tăng hoặc khi bề rộng hố lượng tử giảm. Hệ số hấp thụ đạt giá trị cực đại khi tần số sóng điện từ vào khoảng 4.7x1013
Hz. Đặc biệt, sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào thời gian t cho thấy sóng điện từ mạnh biến điệu đã
xâm nhập sâu hơn vào vật liệu hố lượng tử. Đây là hiện tượng mới, khác biệt so với trường hợp sóng điện từ khơng biến điệu.
Luận văn tốt nghiệp Đỗ Tuấn Long
KẾT LUẬN
Luận văn nghiên cứu về hấp thụ phi tuyến sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử. Bài toán vật lý này được nghiên cứu dựa trên phương pháp phương trình động lượng tử cho điện tử trong trường hợp tán xạ điện tử-phonon quang. Kết quả nghiên cứu được tóm tắt như sau:
1. Xuất phát từ Hamiltonian của hệ điện tử-phonon quang trong hố lượng tử, thu nhận được: phương trình động lượng tử cho điện tử trong hố lượng tử khi có mặt sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ, biểu thức giải tích của hàm phân bố điện tử, mật độ dòng, và hệ số hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử. Từ đó, ta thấy rằng hệ số hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử phụ thuộc phi tuyến vào các thơng số trường ngồi (cường độ điện trường E0 , tần số Ω), các tham số cấu trúc hố lượng tử (bề rộng hố lượng tử), nhiệt độ T của hệ, và thời gian t.
2. Kết quả lý thuyết của hệ số hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử đã được tính tốn số, vẽ đồ thị và bàn luận cho hố lượng tử AlAs/GaAs/AlAs. Từ đó, ta thấy:
- Hệ số hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ phụ thuộc mạnh, phi tuyến vào cường độ sóng điện từ. Khi cường độ sóng điện từ tăng, hệ số hấp thụ tăng theo rất nhanh.
- Hệ số hấp thụ cũng phụ thuộc phi tuyến vào nhiệt độ T của hệ. Khi nhiệt độ tăng, hệ số hấp thụ tăng nhanh theo chiều tăng của nhiệt độ.
- Hệ số hấp thụ phụ thuộc mạnh và phi tuyến vào bề rộng của hố lượng tử. Khi bề rộng hố lượng tử vào cỡ 25 nm, hệ số hấp thụ đạt giá trị cực đại. Sau đó, hệ số hấp thụ giảm nhanh, phi tuyến theo bề rộng của hố lượng tử khi kích thước hố lượng tử tăng lên. Đồng thời, khi nhiệt độ của hệ tăng, các đỉnh cực đại của hệ số hấp thụ dịch về phía bề rộng hố lượng tử giảm. - Hệ số hấp thụ phụ thuộc phi tuyến vào tần số sóng điện từ. Khi tần số
sóng điện từ vào khoảng 4.7x1013
Hz thì hệ số hấp thụ đạt giá trị cực đại. - Đặc biệt, trong trường hợp sóng điện từ mạnh biến điệu, hệ số hấp thụ
Luận văn tốt nghiệp Đỗ Tuấn Long
sóng điện từ xâm nhập sâu vào vật liệu hố lượng tử. Đây là hiện tượng mới và khác biệt so với hấp thụ sóng điện từ khơng biến điệu.
Các kết quả thu được của luận văn là mới mẻ và có giá trị khoa học. Một phần kết quả thu được trong luận văn đã được công bố dưới dạng báo cáo khoa học
“Calculation of the nonlinear absorption coefficient of a strong electromagnetic wave modulated by amplitude in doped superlattices” tại Hội nghị khoa học khoa Vật lý, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, tháng 10 năm 2012.