Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ảnh hưởng của trường bức xạ laser lên hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử (trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm)

Trong luận văn này, tác giả sử dụng phương pháp phương trình động lượng tử. Từ Hamilton của hệ trong biểu diễn lượng tử hóa lần hai xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử giam cầm, áp dụng phương trình động lượng tử để tính mật độ dòng hạt tải, từ đó suy ra biểu thức giải tích của hệ số hấp thụ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ảnh hưởng của trường bức xạ laser lên hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử (trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm) ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐOÀN THỊ THANH NGẦNẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG BỨC XẠ LASER LÊN HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỬ YẾU BỞIĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG HỐ LƯỢNG TỬ (TÁN XẠ ĐIỆN TỬ - PHONON ÂM) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội- 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đoàn Thị Thanh NgầnẢNH 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 ÂM) Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 60 44 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán bộ hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Vũ Nhân Hà Nội - 2011 MỤC LỤCMỞ ĐẦU ....................................................................................................................1CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ HỐ LƯỢNG TỬ VÀ BÀI TOÁN VỀ HẤPTHỤ SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ TRONG BÁN DẪN KHỐI KHICÓ MẶT SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH (LASER) .......................................................41. GIỚI THIỆU VỀ HỐ LƯỢNG TỬ ........................................................................41.1. Khái niệm về hố lượng tử.....................................................................................41.2. Phổ năng lượng và hàm sóng của điện tử giam cầm trong hố lượng tử: .............52. HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ TRONG BÁN DẪN KHỐIKHI CÓ MẶT SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH (LASER)...................................................62.1. Xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử trong bán dẫn khối ..............62.2. Tính mật độ dòng và hệ số hấp thụ ....................................................................10CHƯƠNG 2. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG TỬ VÀ BIỂU THỨC GIẢITÍCH CỦA HỆ SỐ HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦMTRONG HỐ LƯỢNG TỬ KHI CÓ MẶT TRƯỜNG BỨC XẠ LASER ................191. Phương trình động lượng tử của điện tử giam cầm trong hố lượng tử khi có mặthai sóng .....................................................................................................................192. Tính hệ số hấp thụ sóng điện từ trong hố lượng tử bởi điện giam cầm trong hốlượng tử khi có mặt trường bức xạ Laser ..................................................................30CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN SỐ VÀ VẼ ĐỒ THỊ KẾT QUẢ LÝ THUYẾT CHOHỐ LƯỢNG TỬ GaAs/ GaAsAl ..........................................................................441. Tính toán số và vẽ đồ thị cho hệ số hấp thụ  cho trường hợp hố lượng tửGaAs/GaAsAl: ..........................................................................................................442. Thảo luận các kết quả thu được: ...........................................................................47KẾT LUẬN ..............................................................................................................49TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................50PHỤ LỤC .................................................................................................................51 57 DANH MỤC HÌNH VẼHình 3.1: Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào nhiệt độ T……….…………45Hình 3.2: Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào cường độ sóng điện từ mạnhE01……………………………………………..……………………………45Hình 3.3: Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào năng lượng sóng điện từ mạnh(Laser)…………………………………………………………………….....46Hình 3.4: Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào năng lượng sóng điện từyếu…………….…………………………………………………………….46Hình 3.5: Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào độ rộng hố lượng tử L…......47 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Sự mở rộng các nghiên cứu về hệ bán dẫn thấp chiều, trong đó có hệ haichiều trong thời gian gần đây đã đem lại nhiều ứng dụng to lớn trong đời sống, lôicuốn sự tham gia nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên khắp thế giới. Việcchuyển từ hệ ba chiều sang các hệ thấp chiều đã làm thay đổi nhiều tính chất vật lýcả về định tính lẫn định lượng của vật liệu, Trong số đó, có bài toán về sự ảnhhưởng của sóng điện từ mạnh lên hấp thụ sóng điện từ yếu trong các loại vật liệu1  8 Trong khi ở bán dẫn khối, các điện tử có thể chuyển động trong toàn mạngtinh thể (cấu trúc 3 chiều) thì ở các hệ thấp chiều, chuyển động của điện tử sẽ bịgiới hạn nghiêm ngặt dọc theo một (hoặc hai, ba) hướng tọa độ nào đó. Phổ nănglượng của các hạt tải trở nên bị gián đoạn theo phương này. Sự lượng tử hóa phổnăng lượng của hạt tải dẫn đến sự thay đổi cơ bản các đại lượng của vật liệu như:hàm phân bố, mật độ trạng thái, mật độ dòng, tương tác điện tử - phonon… Nhưvậy, sự chuyển đổi từ hệ 3D sang hệ 2D, 1D đã làm thay đổi đáng kể những tínhchất vật lý của hệ 9  20 Trong lĩnh vực nghiên cứu lý thuyết, các công trình về sự ảnh hưởng củasóng điện từ mạnh lên sóng điện từ yếu trong bán dẫn khối đã được nghiên cứu khánhiều. Thời gian gần đây cũng đã có một số công trình nghiên cứu về ảnh hưởngsóng điện từ Laser lên hấp thụ phi tuyến sóng điện tử yếu từ bởi điện tử giam cầmtrong các bán dẫn thấp chiều . Tuy nhiên, đối với hố lượng tử, sự ảnh hưởng củatrường bức xạ Laser lên hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm vẫn còn làmột vấn đề mở, chưa được giải quyết. Do đó, trong luận văn này, tôi chọn vấn đềnghiên cứu của mình là “Ảnh hưởng của trường bức xạ Laser lên hấp thụ sóng điệntừ yếu bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử (trường hợp tán xạ điện tử - phononâm)”. 1 Về ...