Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của sự giam giữ phonon lên một số hiệu ứng cộng hưởng do tương tác của electron-phonon trong giếng lượng tử
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
NGUYỄN ĐÌNH HIÊN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIAM GIỮ
PHONON LÊN MỘT SỐ HIỆU ỨNG CỘNG HƯỞNG
DO TƯƠNG TÁC CỦA ELECTRON-PHONON
TRONG GIẾNG LƯỢNG TỬ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
HUẾ - NĂM 2018
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
NGUYỄN ĐÌNH HIÊN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIAM GIỮ
PHONON LÊN MỘT SỐ HIỆU ỨNG CỘNG HƯỞNG
DO TƯƠNG TÁC CỦA ELECTRON-PHONON
TRONG GIẾNG LƯỢNG TỬ
Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
Mã số
: 62 44 01 03
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Người hướng dẫn khoa học:
1. GS.TS. TRẦN CÔNG PHONG
2. PGS.TS. LÊ ĐÌNH
HUẾ - NĂM 2018
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nêu trong
luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác.
Huế, tháng 04 năm 2018
Tác giả luận án
Nguyễn Đình Hiên
ii
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến GS.TS Trần Công
Phong và PGS.TS Lê Đình, là những người thầy đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, đóng
góp những ý kiến quý báu cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Vật lý và Phòng Đào tạo Sau Đại
học-Trường Đại học Sư phạm-Đại học Huế; Ban đào tạo Sau Đại học, Ban Giám đốc
Đại học Huế đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tác giả hoàn thành luận án này.
Tác giả cũng xin cảm ơn PGS.TS Trương Minh Đức cùng quý Thầy, Cô thuộc Tổ
bộ môn Vật lý lý thuyết-Khoa Vật lý-Trường Đại học Sư phạm-Đại học Huế đã đóng
góp ý kiến cho luận án.
Chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Dự bị đại học dân tộc trung ương
Nha Trang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về thời gian cũng như hỗ trợ một phần kinh
phí cho tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn sự động viên, chia sẻ của bạn bè, đồng nghiệp và
người thân trong qúa trình hoàn thiện luận án.
Luận án được hoàn thành tại Tổ bộ môn Vật lý lý thuyết-Khoa Vật lý-Trường
Đại học Sư phạm-Đại học Huế.
Tác giả luận án
iii
MỤC LỤC
Trang phụ bìa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lời cam đoan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lời cảm ơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mục lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Danh sách bảng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
ii
iii
1
8
Danh sách hình vẽ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
MỞ ĐẦU
16
NỘI DUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Chương 1. MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ SỞ . . . . . . . . 24
1.1. Giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn . . . . . . . . . 24
1.1.1. Hàm sóng và phổ năng lượng của electron trong
giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn khi không
có từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.1.2. Hàm sóng và phổ năng lượng của electron trong
giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn khi có từ
trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.2. Giếng lượng tử thế parabol . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.2.1. Hàm sóng và phổ năng lượng của electron trong
giếng lượng tử thế parabol khi không có từ trường 26
1.2.2. Hàm sóng và phổ năng lượng của electron trong
giếng lượng tử thế parabol khi có từ trường . . . 27
1
1.3. Tương tác electron-phonon quang khối trong giếng lượng
tử dưới tác dụng của trường ngoài . . . . . . . . . . . . . 27
1.3.1. Đối với giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn . 30
1.3.2. Đối với giếng lượng tử thế parabol . . . . . . . . 30
1.4. Tương tác electron-phonon quang giam giữ trong giếng
lượng tử dưới tác dụng của trường ngoài . . . . . . . . . 31
1.4.1. Đối với giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn . 32
1.4.2. Đối với giếng lượng tử thế parabol . . . . . . . . 32
1.5. Phương pháp chiếu toán tử . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.6. Biểu thức của tenxơ độ dẫn khi không có từ trường . . . 35
1.6.1. Biểu thức của độ dẫn tuyến tính . . . . . . . . . 42
1.6.2. Biểu thức của hàm suy giảm tuyến tính . . . . . 45
1.6.3. Biểu thức tốc độ hồi phục tuyến tính . . . . . . . 47
1.6.4. Biểu thức của độ dẫn phi tuyến . . . . . . . . . . 48
1.6.5. Biểu thức của các hàm suy giảm phi tuyến . . . . 56
1.6.6. Biểu thức tốc độ hồi phục phi tuyến . . . . . . . 57
1.7. Biểu thức của tenxơ độ dẫn khi có từ trường . . . . . . . 60
1.7.1. Biểu thức của tenxơ độ dẫn . . . . . . . . . . . . 60
1.7.2. Biểu thức của hàm suy giảm . . . . . . . . . . . . 60
1.7.3. Biểu thức tốc độ hồi phục . . . . . . . . . . . . . 62
1.8. Độ rộng của vạch phổ hấp thụ . . . . . . . . . . . . . . . 62
Chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIAM GIỮ PHONON
LÊN HIỆU ỨNG CỘNG HƯỞNG ELECTRON -
PHONON TRONG GIẾNG LƯỢNG TỬ . . . . . 64
2.1. Giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn . . . . . . . . . 64
2
2.1.1. Công suất hấp thụ tuyến tính . . . . . . . . . . . 64
2.1.2. Độ rộng vạch phổ của đỉnh dò tìm cộng hưởng
electron-phonon tuyến tính . . . . . . . . . . . . . 68
2.1.3. Công suất hấp thụ phi tuyến . . . . . . . . . . . . 76
2.1.4. Độ rộng vạch phổ của đỉnh dò tìm cộng hưởng
electron-phonon thành phần phi tuyến . . . . . . 84
2.2. Giếng lượng tử thế parabol . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.2.1. Công suất hấp thụ tuyến tính . . . . . . . . . . . 87
2.2.2. Độ rộng vạch phổ của đỉnh dò tìm cộng hưởng
electron-phonon tuyến tính . . . . . . . . . . . . . 90
2.2.3. Công suất hấp thụ phi tuyến . . . . . . . . . . . . 96
2.2.4. Độ rộng vạch phổ của đỉnh dò tìm cộng hưởng
electron-phonon thành phần phi tuyến . . . . . . 101
2.3. Kết luận chương 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Chương 3. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIAM GIỮ PHONON
LÊN HIỆU ỨNG CỘNG HƯỞNG TỪ-PHONON
TRONG GIẾNG LƯỢNG TỬ . . . . . . . . . . . . 107
3.1. Giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn . . . . . . . . . 107
3.1.1. Biểu thức của công suất hấp thụ . . . . . . . . . 107
3.1.2. Độ rộng vạch phổ của đỉnh dò tìm cộng hưởng
từ-phonon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.2. Giếng lượng tử thế parabol . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.2.1. Biểu thức của công suất hấp thụ . . . . . . . . . 118
3.2.2. Độ rộng vạch phổ của đỉnh dò tìm cộng hưởng
từ-phonon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3
3.3. Kết luận chương 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Chương 4. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIAM GIỮ PHONON
LÊN HIỆU ỨNG CỘNG HƯỞNG CYCLOTRON
TRONG GIẾNG LƯỢNG TỬ . . . . . . . . . . . . 130
4.1. Độ rộng vạch phổ của đỉnh cộng hưởng cyclotron trong
giếng lượng tử thế vuông góc sâu vô hạn . . . . . . . . . 130
4.2. Độ rộng vạch phổ của đỉnh cộng hưởng cyclotron trong
giếng lượng tử thế parabol . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.3. Kết luận chương 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
KẾT LUẬN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
PHỤ LỤC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P.1
4
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt
SQW
PQW
EPR
Tiếng Anh
Tiếng Việt
Square quantum well
Parabolic quantum well
Giếng lượng tử thế vuông góc
Giếng lượng tử thế parabol
Electron-phonon resonance Cộng hưởng electron-phonon
Magneto-phonon resonance Cộng hưởng từ-phonon
MPR
CR
Cyclotron resonance
Optically detected
Cộng hưởng cyclotron
ODEPR
Cộng hưởng electron-phonon
electron-phonon resonance dò tìm bằng quang học
Optically detected Cộng hưởng từ-phonon
magneto-phonon resonance dò tìm bằng quang học
ODMPR
LW
linewidth
Độ rộng vạch phổ
Độ rộng vạch phổ của đỉnh
ODEPR
ODEPRLW ODEPR linewidth
ODMPRLW ODMPR linewidth
Độ rộng vạch phổ của đỉnh
ODMPR
CRLW
CR linewidth
Độ rộng vạch phổ của đỉnh
CR
5
DANH MỤC MỘT SỐ KÍ HIỆU
Kí hiệu
Lz
Đại lượng tương ứng
Bề rộng của giếng lượng tử theo phương z
Thể tích của hệ
V0
m0
m∗
ϵ0
Khối lượng tĩnh của electron
Khối lượng hiệu dụng của electron
Hằng số điện môi
χ0
Hằng số điện môi tĩnh
χ
Hằng số điện môi cao tần
Chỉ số lượng tử của electron
Chỉ số lượng tử của phonon giam giữ
Chỉ số mức Landau
∞
n
m
N
ωc
Tần số cyclotron
ac
Bán kính cyclotron
B
Từ trường
E0
~ω
~ωLO
Biên độ điện trường
Năng lượng photon tới
Năng lượng phonon quang dọc
Năng lượng phonon quang dọc giam giữ
Phần ảo của hàm suy giảm tuyến tính
Công suất hấp thụ tuyến tính
Thành phần công suất hấp thụ phi tuyến
Phần ảo của hàm suy giảm phi tính
Công suất hấp thụ phi tuyến
m,q
LO
⊥
~ω
B0(ω)
P0(ω)
P1(ω)
B1,2(2ω)
PNLn(ω)
ODEPRLWSQW LW của đỉnh ODEPR tuyến tính trong SQW
6
Kí hiệu
Đại lượng tương ứng
ODEPRLWPQW LW của đỉnh ODEPR tuyến tính trong PQW
ODEPRLW1SQW LW của đỉnh ODEPR thành phần phi tuyến
trong SQW
ODEPRLW1PQW LW của đỉnh ODEPR thành phần phi tuyến
trong PQW
ODMPRLWSQW LW của đỉnh ODMPR trong SQW
ODMPRLWPQW LW của đỉnh ODMPR trong PQW
CRLWSQW
CRLWPQW
Bulk
LW của đỉnh CR trong SQW
LW của đỉnh CR trong PQW
Kí hiệu cho phonon khối
Confine (Conf.)
Kí hiệu cho phonon giam giữ
7
DANH SÁCH BẢNG
2.1 Sự phụ thuộc của ODEPRLWSQW vào T. . . . . . . . . . 72
2.2 Sự phụ thuộc của ODEPRLWSQW vào Lz. . . . . . . . . 74
2.3 Sự phụ thuộc của ODEPRLWS1 QW vào Lz. . . . . . . . . 86
2.4 Sự phụ thuộc của ODEPRLWPQW vào T. . . . . . . . . . 93
2.5 Sự phụ thuộc của ODEPRLWPQW vào ωz. . . . . . . . . 94
2.6 Sự phụ thuộc của ODEPRLWP1 QW vào ωz. . . . . . . . . 104
3.1 Sự phụ thuộc của ODMPRLWSQW vào T. . . . . . . . . 115
3.2 Sự phụ thuộc của ODMPRLWSQW vào Lz. . . . . . . . . 117
3.3 Sự phụ thuộc của ODMPRLWPQW vào T. . . . . . . . . 125
3.4 Sự phụ thuộc của ODMPRLWPQW vào ωz. . . . . . . . . 127
4.1 Sự phụ thuộc của CRLWSQW vào T. . . . . . . . . . . . 133
4.2 Sự phụ thuộc của CRLWSQW vào Lz. . . . . . . . . . . . 134
4.3 Sự phụ thuộc của CRLWSQW vào B. . . . . . . . . . . . 135
4.4 Sự phụ thuộc của CRLWPQW vào T. . . . . . . . . . . . 139
4.5 Sự phụ thuộc của CRLWPQW vào ωz. . . . . . . . . . . . 141
4.6 Sự phụ thuộc của CRLWPQW vào B. . . . . . . . . . . . 142
8
DANH SÁCH HÌNH VẼ
1.1 Sơ đồ chuyển mức của electron giữa trạng thái trung gian
η và các trạng thái cơ bản α và β. . . . . . . . . . . . . . 46
1.2 Cách xác định độ rộng vạch phổ từ sự phụ thuộc của công
suất hấp thụ vào năng lượng photon. . . . . . . . . . . . 63
2.1 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ tuyến tính PSQW (~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong SQW đối với mô hình
phonon khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường
gạch gạch) tại T = 300 K, Lz = 12 nm. b) Sự phụ thuộc
của công suất hấp thụ tuyến tính PSQW
ODEPR(~ω) vào năng
lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODEPR (đỉnh 4
của hình 2.1a)). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
2.2 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ tuyến tính PSQW
ODEPR(~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODEPR
đối với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các
giá trị khác nhau của T: T = 200 K (đường nét liền),
T = 250 K (đường gạch gạch) và T = 300 K (đường chấm
chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh
ODEPR vào T: mô hình phonon khối (đường nét liền) và
phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, Lz = 12 nm.
73
ODEPR(~ω)
2.3 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ tuyến tính PSQW
vào năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODEPR
đối với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các
giá trị khác nhau của Lz: Lz = 12 nm (đường nét liền),
Lz = 13 nm (đường gạch gạch) và Lz = 14 nm (đường
9
chấm chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phỏ của
đỉnh ODEPR vào Lz: mô hình phonon khối (đường nét
liền) và phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T =
300 K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Nln
SQW
2.4 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ phi tuyến P
(~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong SQW đối với mô hình
phonon khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường
gạch gạch) tại T = 300 K, Lz = 12 nm. b) Sự phụ thuộc
của thành phần công suất hấp thụ phi tuyến P1ODEPR−SQW (~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODEPR
phi tuyến (đỉnh 2d của hình 2.4a)). . . . . . . . . . . . . 85
2.5 Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh ODEPR
thành phần phi tuyến vào Lz: mô hình phonon khối (đường
nét liền) và phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây,
T = 300 K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.6 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ tuyến tính PPQW (~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong PQW đối với mô hình
phonon khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường
gạch gạch) tại T = 300 K, ωz = 0.5ωLO. b) Sự phụ thuộc
của công suất hấp thụ tuyến tính PPQW
ODEPR(~ω) vào năng
lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODEPR (đỉnh 3
của hình 2.6a)). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.7 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ tuyến tính PPQW
ODEPR(~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODEPR
đối với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các
giá trị khác nhau của T: T = 200 K (đường nét liền),
T = 250 K (đường gạch gạch) và T = 300 K (đường chấm
10
chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh
ODEPR vào T: mô hình phonon khối (đường nét liền) và
phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, ωz = 0.5ωLO. 93
2.8 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ tuyến tính PPQW
ODEPR(~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODEPR
đối với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các
giá trị khác nhau của ωz: ωz = 0.5ωLO (đường nét liền),
ωz = 0.6ωLO (đường gạch gạch), ωz = 0.7ωLO (đường
chấm chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của
đỉnh ODEPR vào ωz: mô hình phonon khối (đường nét
liền) và phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T =
300 K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Nln
PQW
2.9 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ phi tuyến P
(~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong PQW đối với mô hình
phonon khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường
gạch gạch) tại T = 300 K, ωz = 0.5ωLO. b) Sự phụ thuộc
của thành phần công suất hấp thụ phi tuyến P1ODEPR−PQW (~ω)
vào năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODEPR
phi tuyến (đỉnh 2c của hình 2.9a)). . . . . . . . . . . . . 102
2.10 Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh ODEPR
thành phần phi tuyến vào ωz: mô hình phonon khối (đường
nét liền) và phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây,
T = 300 K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PSQW (~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong SQW đối với mô hình phonon
khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường gạch
gạch) tại T = 300 K, Lz = 12 nm, B = 20.97 T. b) Sự
11
phụ thuộc của công suất hấp thụ PSQW
ODMPR(~ω) vào năng
lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODMPR (đỉnh 4
của hình 3.1a)). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
3.2 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PSQW
ODMPR(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODMPR đối
với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị
khác nhau của T: T = 200 K (đường nét liền), T = 250 K
(đường gạch gạch) và T = 300 K (đường chấm chấm). b)
Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh ODMPR vào
T: mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon giam
giữ (đường gạch gạch). Ở đây, Lz = 12 nm và B = 20.97 T.116
3.3 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PSQW
ODMPR(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh ODMPR đối
với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá
trị khác nhau của Lz: Lz = 12 nm (đường nét liền), Lz =
13 nm (đường gạch gạch) và Lz = 14 nm (đường chấm
chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh
ODMPR vào Lz: mô hình phonon khối (đường nét liền)
và phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T = 300 K
và B = 20.97 T. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.4 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PPQW (~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW đối với mô hình phonon
khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường gạch
gạch) tại T = 300 K, ωz = 0.5ωLO, B = 20.97 T. b)
Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PPQW (~ω) vào năng
lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODMPR (đỉnh 4
của hình 3.4a)). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
12
3.5 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PPQW
ODMPR(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODMPR đối
với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị
khác nhau của T: T = 200 K (đường nét liền), T = 250 K
(đường gạch gạch) và T = 300 K (đường chấm chấm). b)
Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh ODMPR vào
T: mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon giam
giữ (đường gạch gạch). Ở đây, ωz = 0.5ωLO và B = 20.97 T.126
3.6 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PPQW
ODMPR(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh ODMPR đối
với mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá
trị khác nhau của ωz: ωz = 0.5ωLO (đường nét liền), ωz =
0.6ωLO (đường gạch gạch), ωz = 0.7ωLO (đường chấm
chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh
ODMPR vào ωz: mô hình phonon khối (đường nét liền)
và phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T = 300 K
và B = 20.97 T. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.1 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PSQW (~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong SQW đối với mô hình phonon
khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường gạch
gạch) tại T = 300 K, Lz = 12 nm, B = 10 T. b) Sự phụ
thuộc của công suất hấp thụ PSQW (~ω) vào năng lượng
photon ~ω trong SQW tại đỉnh CR (đỉnh 1 của hình 4.1
a)). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
CR
4.2 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ P
(~ω) vào
SQW
năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh CR đối với
mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị
13
khác nhau của T: T = 200 K (đường nét liền), T = 250 K
(đường gạch gạch) và T = 300 K (đường chấm chấm). b)
Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh CR vào T:
mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon giam
giữ (đường gạch gạch). Ở đây, Lz = 12 nm, B = 10 T. . . 133
CR
4.3 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ P
(~ω) vào
SQW
năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh CR đối với mô
hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị khác
nhau của Lz: Lz = 12 nm (đường nét liền), Lz = 13 nm
(đường gạch gạch) và Lz = 14 nm (đường chấm chấm). b)
Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh CR vào Lz:
mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon giam
giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T = 300 K và B = 10 T. . 134
CR
4.4 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ P
(~ω) vào
SQW
năng lượng photon ~ω trong SQW tại đỉnh CR đối với
mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị
khác nhau của từ trường B: B = 10 T (đường nét liền),
B = 11 T (đường gạch gạch) và B = 12 T (đường chấm
chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh CR
vào B: mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon
giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T = 300 K và Lz =
12 nm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.5 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ PPQW (~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW đối với mô hình phonon
khối (đường nét liền) và phonon giam giữ (đường gạch
gạch) tại T = 300 K, ωz = 0.5ωLO, B = 10 T. b) Sự phụ
thuộc của công suất hấp thụ PPQW (~ω) vào năng lượng
14
photon ~ω trong PQW tại đỉnh CR (đỉnh 1 của hình 4.5a)).138
CR
PQW
4.6 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ P
(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh CR đối với
mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị
khác nhau của T: T = 200 K (đường nét liền), T = 250 K
(đường gạch gạch) và T = 300 K (đường chấm chấm). b)
Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh CR vào T:
mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon giam
giữ (đường gạch gạch). Ở đây, ωz = 0.5ωLO, B = 10 T. . 140
CR
PQW
4.7 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ P
(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh CR đối với mô
hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị khác
nhau của ωz: ωz = 0.5ωLO (đường nét liền), ωz = 0.6ωLO
(đường gạch gạch) và ωz = 0.7ωLO (đường chấm chấm).
b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh CR vào
ωz: mô hình phonon khối (đường nét liền) và phonon giam
giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T = 300 K, B = 10 T. . . 141
CR
PQW
4.8 a) Sự phụ thuộc của công suất hấp thụ P
(~ω) vào
năng lượng photon ~ω trong PQW tại đỉnh CR đối với
mô hình phonon khối và phonon giam giữ tại các giá trị
khác nhau của từ trường B: B = 10 T (đường nét liền),
B = 11 T (đường gạch gạch) và B = 12 T (đường chấm
chấm). b) Sự phụ thuộc của độ rộng vạch phổ của đỉnh CR
vào từ trường B: mô hình phonon khối (đường nét liền) và
phonon giam giữ (đường gạch gạch). Ở đây, T = 300 K,
ωz = 0.5ωLO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
15
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Khoa học và Công nghệ nano là một ngành khoa học và công nghệ
mới, có nhiều triển vọng và dự đoán sẽ tác động mạnh mẽ đến tất cả các
lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật cũng như đời sống - kinh tế xã
hội ở thế kỉ 21. Đây là lĩnh vực mang tính liên ngành cao, bao gồm vật
lí, hóa học, y dược - sinh học, công nghệ điện tử tin học, công nghệ môi
trường và nhiều công nghệ khác. Theo trung tâm đánh giá công nghệ
thế giới (World Technology Evaluation Centre), trong tương lai sẽ không
có ngành công nghiệp nào mà không ứng dụng công nghệ nano.
Khoa học và Công nghệ nano được định nghĩa là khoa học và công
nghệ nhằm tạo ra và nghiên cứu các vật liệu, các cấu trúc và các linh
kiện có kích thước trong khoảng từ 0.1 đến 100 nm, với rất nhiều tính
chất khác biệt so với vật liệu khối. Thật vậy, các nhà nghiên cứu đã chỉ
ra rằng khi kích thước của chất bán dẫn giảm xuống một cách đáng kể
theo 1 chiều, 2 chiều, hoặc cả 3 chiều thì các tính chất vật lý như: tính
chất cơ, nhiệt, điện, từ, quang thay đổi một cách đột ngột. Chính điều
đó đã làm cho các cấu trúc nano trở thành đối tượng của các nghiên cứu
cơ bản, cũng như các nghiên cứu ứng dụng. Các tính chất của các cấu
trúc nano có thể thay đổi được bằng cách điều chỉnh hình dạng và kích
thước cỡ nanomet của chúng.
Khi kích thước của vật rắn theo một phương nào đó (chẳng hạn
như phương z) giảm xuống chỉ còn vào cỡ nanomet (nghĩa là cùng bậc
độ lớn với bước sóng de Broglie của hạt tải điện) thì các electron có thể
vẫn chuyển động hoàn toàn tự do trong mặt phẳng (x, y), nhưng chuyển
16
Tải về để xem bản đầy đủ
199 trang
19640
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của sự giam giữ phonon lên một số hiệu ứng cộng hưởng do tương tác của electron-phonon trong giếng lượng tử", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_anh_huong_cua_su_giam_giu_phonon_len_mot.pdf
