zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Hiệu ứng âm - điện - từ trong hố lượng tử vô hạn khi có sự ảnh hưởng của sóng điện từ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

25
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Hiệu ứng âm - điện - từ trong hố lượng tử vô hạn khi có sự ảnh hưởng của sóng điện từ trình bày biểu thức giải tích cho trường âm - điện - từ trong hố lượng tử vô hạn khi có sự ảnh hưởng của sóng điện từ và chỉ ra sự phụ thuộc phi tuyến của trường âm - điện - từ vào biên độ của sóng điện từ, tần số của sóng âm, độ lớn của từ trường ngoài và độ rộng của hố lượng tử.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hiệu ứng âm - điện - từ trong hố lượng tử vô hạn khi có sự ảnh hưởng của sóng điện từ

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 HIỆU ỨNG ÂM - ĐIỆN - TỪ TRONG HỐ LƯỢNG TỬ VÔ HẠN KHI CÓ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ Nguyễn Văn Nghĩa Trường Đại học Thủy lợi, email: nghia_nvl@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG pháp phương trình động lượng tử vẫn còn bỏ ngỏ. Do vậy bài báo này, chúng tôi sử dụng Như đã biết, sóng âm ngoài tác dụng lên phương pháp phương trình động lượng tử để khi mẫu bán dẫn được đặt từ trường ngoài nghiên cứu hiệu ứng âm - điện - từ trong hố vuông góc với phương truyền sóng âm thì có lượng tử vô hạn khi có sự ảnh hưởng của sóng sự truyền năng - xung lượng cho các hạt dẫn điện từ. Việc nghiên cứu hiệu ứng âm - điện - trong bán dẫn làm xuất hiện hiệu ứng âm - từ trong bài báo này hoàn toàn khác với tính điện - từ. Bản chất của hiệu ứng âm - điện - toán trong [2-4], bởi vì chúng tôi nghiên cứu từ là do sự tồn tại của các dòng từng phần sự ảnh hưởng của sóng điện từ lên hiệu ứng được tạo bởi các nhóm năng lượng khác nhau âm - điện - từ trong hố lượng tử vô hạn và của các hạt dẫn, khi dòng âm - điện - từ toàn hiệu ứng này là kết quả không chỉ của tương phần trong bán dẫn bằng không. Khi thỏa tác giữa sóng âm ngoài với điện tử mà còn cả mãn điều này, thời gian phục hồi xung lượng sự tán xạ phonon âm với điện tử trong hố phụ thuộc vào năng lượng làm cho độ linh lượng tử. Kết quả cho thấy, sự phụ thuộc của động trung bình của các hạt dẫn trong các trường âm - điện - từ vào tần số của sóng âm dòng từng phần sẽ không bằng nhau, nếu từ ngoài của hệ, độ rộng của hố lượng tử và từ trường ngoài vuông góc với hướng truyền trường ngoài là phi tuyến. Tính toán số được sóng âm thì dòng âm - điện - từ tạo bởi các thực hiện cho hố lượng tử vô hạn điển hình nhóm năng lượng này sẽ không triệt tiêu GaAs/AlGaAs để làm rõ kết quả nghiên cứu. nhau và gây ra hiệu ứng âm - điện - từ. Gần đây, có nhiều nghiên cứu về hiệu ứng 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU âm - điện - từ trong cấu trúc bán dẫn chiều Xét hố lượng tử vô hạn có độ rộng Ly với thấp bằng cách sử dụng phương trình động giả thiết đặt theo phương z, điện tử bị lượng học cổ điển Boltzmann [1]. Hiệu ứng âm - tử hóa theo phương z. Nếu hố lượng này đặt điện - từ cũng đã được nghiên cứu bởi phương  trong điện trường E1 = (E1, 0, 0) và từ trường pháp lượng tử trong các hệ bán dẫn hai chiều   B = (0, 0, B) ( B hướng vuông góc với mặt như trong hố lượng tử với thế parabol [2] và phẳng xy), khí điện tử chuyển động tự do trong siêu mạng pha tạp, hay trong các hệ bán trong mặt phẳngxytrên các quỹ đạo bị lượng dẫn một chiều như dây lượng tử hình trụ và tửhóa bởi các mức Landau. Nếu dùng sóng dây lượng tử hình chữ nhật với thế cao vô hạn.  Ngoài ra, chúng tôi cũng đã sử dụng phương điện từ mạnh đặc trưng bởi điện trường E = pháp lượng tử để tính toán trường âm - điện - (0, 0, E0sinΩt) (E0 và Ω là biên độ và tần số từ và ảnh hưởng của sóng điện từ lên dòng âm của sóng điện từ) thì hàm riêng và phổ năng - điện trong dây lượng tử hình chữ nhật [3], lượng của điện tử trong hố lượng tử là:  trong dây lượng tử hình trụ [4]. Tuy nhiên,  N ,n ( r )  ( 1 / Ly ) N ( x  x0 )exp( ik y y ) n ( z ) (1) việc nghiên cứu hiệu ứng âm - điện - từ khi có 1 1  N ,n ( k y )  ( N  )c   n  vd k y  mevd2 , (2) sự ảnh hưởng của sóng điện từ bằng phương 2 2 606
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ở đây  c = eB / m e là tần số cyclotron; N = kl = (q2 – (ωq/vl)2)1/2, sau khi tính toán chúng 0,1,2,... là số lượng tử các mức Landau; e và ta có được biểu thức như sau: me là điện tích và khối lượng hiệu dụng của kl d ( 1 )n n' e k d  1 kl d ( 1 )n n' e k d  1 l l U n ,n'   2 2 (6) điện tử; và v d  E1 / B là tốc độ dịch chuyển kl2 d 2  ( n  n')2  2 kl d  ( n  n')2  2 của điện tử. Ngoài ra,  N là hàm sóng dao ở đây chúng tôi chọn d  L y . động điều hòa tại x0  l B2 (k y  me vd / ) , với 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU l B   / me là bán kính ứng với quỹ đạo Landau trong mặt phẳng xy.  n (z ) và  n là Phương trình động lượng tử cho số điện tử hàm sóng và các giá trị năng lượng của vùng trung bình f N ,n,k  a N ,n,k a N ,n,k là: y y y con gây bởi hố thế vô hạn theo hướng z 1  z2   z   i f N ,n,k / t y   aN ,n,k aN ,n,k ,H  AE t' y (7)y n( z )  n   2  Hn   , (3) Thay phương trình (5) vào (7) nhận được 2 n!  lz  2lz   lz  phương trình động lượng tử cho hệ điện tử  n  n  1 / 2 , n = 1,2,3,... (4) tương tác với sóng âm ngoài và tán xạ điện tử với l z  l B ; H n (z ) là đa thức Hermite bậc n với phonon âm trong hố lượng tử vô hạn. Sau và  là tần số của điện tử trong hố lượng tử. đó, thực hiện các biến đổi giải tích đối với phương trình động lượng tử này, chúng tôi Xét trường hợp nhiệt độ thấp với điều kiện nhận được biểu thức giải tích cho trường âm ωq/η=νs|q|/η>1, ở đây η là tần số - điện - từ trong hố lượng tử vô hạn khi có dao động của điện tử, vs vận tốc sóng âm, q là sóng điện từ ngoài như sau số só ngâm ngoài, ωq là tần số của sóng âm     ngoài và l0 là quãng đường tự do trung bình  EAME  y  yx xx2 yy2 yx  x (8) của điện tử. Trong trường hợp có cả sóng âm  yx   yy và sóng điện từ, Hamiltonian mô tả tương tác ở đây: của hệ điện tử với phonon âm và tán xạ với a phonon âm trong hố lượng tử là:  ij    ik  cijk h j  c2 2 hi hk  , 1  c2 2  H     k y  eA( t ) /   aN ,n,k aN ,n,k N ,n N ,n,k y y y  b0 ij   b    cijk h j  c2 2 hi hk  2 2  ik   C U  N ,n,N',n' k y ,q q n,n'  a  N',n',k y  q aN ,n,,k bq exp( iqt ) (5) y N ,n 1  c  b1 1  qbqbq   ( q )a  aN ,n,,k   ik  c 1ijk h j  c2 12 hi hk  1  c2 12    N',n',k y  q y q N ,n,N',n' k y ,q ở đây a N ,n,k ( a N ,n,k ) là toán tử sinh (hủy) điện b2 2   ik  c 2ijk h j  c2 22 hi hk  1  c2 22  y y tử; b ( bq ) là toán tử sinh (hủy) phonon âm,  q A là thế véctơ của sóng điện từ. b3 3     c 3ijk h j  c2 32 hi hk   2 2  ik C q  iv l2  q3 / 2  0 FS  là hệ số tương tác 1  c  3  giữa điện tử và phonon âm; với  0 là mật độ với  x là mật độ dòng âm theo phương x,  khối lượng của bán dẫn; Λ là hằng số thế là thời gian phục hồi xung lượng ứng với dạng; S là diện tích bề mặt của hố lượng tử; trạng thái năng lượng  ,  F là mức năng F  q( 1   l2 ) /( 2 t )   l /  t  2( 1   t2 ) /( 2 t ) , lượng Fermi (    ( F ) ;  1   ( F   q ) ;  l  ( 1  v s2 / vl2 )1 / 2 ,  t  ( 1  v s2 / vt2 )1 / 2 , vl (vt)  2   ( F   q  ) ;  3   ( F   q  ) ), là vận tốc sóng âm dọc (ngang); U n,n ' là yếu  ij là hàm delta Kronecker,  ijk là ma trận tố ma trận của toán tử U = exp(iqy - klz), với đối xứng Levi - Civita (i,j,k là các chỉ số 607
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 thể hiện theo các trục tọa độ x,y,z trong hệ điện từ. Sóng điện từ càng mạnh thì trường tọa độ Descartes). Đặt  p2   2   c2 âm - điện - từ càng lớn và gần như không đổi 8e 2 4L y meVE1 c trong miền từ trường mạnh. Điều này cho e 2 L y  2 a ; b ; thấy sóng điện từ ảnh hưởng mạnh đến hiệu  2 p2 3 7 6p  q v s ứng âm - điện - từ. So sánh với kết quả 2me 2  F 2me 2  F nghiên cứu trường âm - điện - từ trong hố   a01  ; '  a02  ;  2 p2  2 p2 lượng tử [2] thấy rằng ảnh hưởng của trường 2 âm - điện - từ vào từ trường là khác nhau. Sự  eE   (2 N  1)me  3  e 2 E12 khác biệt này do thế năng giam giữ điện tử là a01   1 2 c   ;     2 p2 vô hạn và đặt hệ trong sóng điện từ mạnh.  p  2  eE   (2 N '1)me  3  e 2 E12 a02   1 2 c   ;     2 p2  p  eE 1 1 1  ; b0     ; me  2 g 01 2 g 02 2 g 03 g 01  a02  2me 2 ( F   q ) /( 2 p2 ) ; 2me 2  2me 2  g 02  g 01  ; g 03  g 01  ;  p2  p2 eE1 c 2me 2 ( F   q ) Hình 1. Sự phụ thuộc của trường âm - điện - b1  ; g1  a01  ;  p2 ' g1  2 p2 từ vào độ lớn của từ trường ứng với sóng eE1 c 2me 2  điện từ có độ lớn E0 = 0 V/m (đường màu b2  ; g 2  g1  ; vàng), E0 = 106 V/m (đường màu cam) và  p2 ' g 2  p2 E0 = 3×106V/m (đường màu xanh) eE1 c 2me 2  b3  ; g 3  g1  . 4. KẾT LUẬN  p2 ' g 3  p2 Để thấy rõ sự phụ thuộc của trường âm - Trong bài báo này, chúng tôi đã thu được điện - từ trong hố lượng tử vào sóng điện từ, biểu thức giải tích cho trường âm - điện - từ chúng tôi sẽ vẽ đồ thị và thảo luận các kết trong hố lượng tử vô hạn khi có sự ảnh hưởng của sóng điện từ và chỉ ra sự phụ thuộc phi quả trên hố lượng tử vô hạn GaAs/AlGaAs. tuyến của trường âm - điện - từ vào biên độ Các tham số được sử dụng trong các tính toán của sóng điện từ, tần số của sóng âm, độ lớn số như [1,2]: τ0 =10-12s,  x =104Wm-2, của từ trường ngoài và độ rộng của hố lượng Λ=13.5 eV, L x  L y =100nm, ρ=5320kgm-3, tử. Ngoài ra, sự hấp thụ lượng tử phonon âm vl =2×103ms-1, vt =18×102ms-1, ωq=4.5×109 bởi điện tử và sự có mặt của sóng điện từ dẫn s−1, me = 9.1×10-31 kg,e = 1.6×10-19 C, và đến sự gia tăng trường âm - điện - từ. Kết quả chọn N=0, N’ =1, n=0, n’=1 (mức thấp nhất thu được là mới và đã đóng góp một phần vào lý thuyết về hiệu ứng âm - điện - từ. và mức kích thích đầu tiên). Hình vẽ thể hiện sự phụ thuộc của trường 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO âm - điện - từ trong phương trình (8) vào từ trường trong trường hợp có và không có sóng [1] P. Vasilopoulos, M. Charbonneau, C. M. VanVliet, 1987,Phys. Rev. B, 35, 1334. điện từ trong hố lượng tử vô hạn. Từ đồ thị [2] N. Q. Bau, N. V. Hieu, and N. V. Nhan, thấy rằng, khi không có sóng điện từ, trường 2012, Super.and Micro.52, 921. âm - điện - từ có giá trị nhỏ và gần như ổn [3] Nguyễn Văn Nghĩa, 2016, Tuyển tập định trong từ trường thay đổi. Khi có sóng HNKH thường niên ĐH Thủy lợi, 163. điện từ, trường âm - điện - từ có giá trị lớn [4] Nguyễn Văn Nghĩa, 2018, Tuyển tập hơn nhiều so với trường hợp không có sóng HNKH thường niên ĐH Thủy lợi, 530. 608

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.