ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN VĂN HIẾU
CÁC HIỆU ỨNG ÂM-ĐIỆN-TỪ
TRONG CÁC HỆ THẤP CHIỀU
Chuyên ngành : Vật lý lý thuyết và vật lý toán
Mã số : 62 44 01 01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS. TS. NGUYỄN QUANG BÁU
2. GS. TS. TRẦN CÔNG PHONG
HÀ NỘI, 2014
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số
liệu, đồ thị… đƣợc nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố
trong bất kỳ một công trình nào khác.
Hà Nội, tháng 06 năm 2014
Tác giả luận án
Nguyễn Văn Hiếu
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến GS.TS Nguyễn Quang Báu, GS.
TS Trần Công Phong, những ngƣời thầy đã hết lòng tận tụy giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong tổ Vật lý lý
thuyết và các thầy cô trong khoa Vật lý, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên-
ĐHQGHN.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các đồng
nghiệp trong khoa Vật lý-Trƣờng Đại học Sƣ phạm-Đại học Đà Nẵng.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia
(NAFOSTED No. 103.01-2011.18) và VNU (QGTĐ.12.01) đã tài trợ kinh phí cho
tôi trong việc công bố các công trình khoa học cũng nhƣ tham gia các báo cáo quốc
tế.
Xin chân thành cảm ơn đến tất cả những ngƣời thân, bạn bè và đồng nghiệp
đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
Hà Nội, tháng 06 năm 2014
Tác giả luận án
Nguyễn Văn Hiếu
MỤC LỤC
Trang phụ bìa ...............................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 4
3. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 4
4. Nội dung nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu .............................................. 5
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án .................................................. 5
6. Cấu trúc của luận án ..................................................................................... 6
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ HAI CHIỀU VÀ HIỆU ỨNG ÂM ĐIỆN
TỪ TRONG BÁN DẪN KHỐI ................................................................................ 8
1.1. Khái quát về hệ hai chiều ..................................................................................... 8
1.1.1. Cấu trúc của hố lƣợng tử bán dẫn ......................................................... 8
1.1.2. Cấu trúc của siêu mạng bán dẫn ..................................................... 12
1.2. Hiệu ứng âm điện từ trong bán dẫn khối ............................................................ 21
1.2.1. Khái niệm về hiệu ứng âm điện và âm điện từ .................................... 21
1.2.2. Lý thuyết lƣợng tử về hiệu ứng âm điện từ .......................................... 21
Chƣơng 2 HIỆU ỨNG ÂM ĐIỆN PHI TUYẾN TRONG HỐ LƢỢNG TỬ
VỚI HỐ THẾ CAO VÔ HẠN ................................................................................ 28
2.1 Toán tử Hamiltonian của hệ điện tử-phonon trong hố lƣợng tử với hố thê
cao vô hạn.................................................................................................................. 29
2.2 Phƣơng trình động lƣợng tử cho điện tử giam cầm trong hố lƣợng tử với hố
thế cao vô hạn ............................................................................................................ 30
2.3 Biểu thức dòng âm điện phi tuyến trong hố lƣợng tử với hố thế cao vô hạn. ..... 32
2.4 Kết quả tính số và thảo luận kết quả ................................................................... 34
2.5 Kết luận của chƣơng 2 ........................................................................................ 38
Chƣơng 3 HIỆU ỨNG ÂM ĐIỆN PHI TUYẾN TRONG SIÊU MẠNG
PHA TẠP ................................................................................................................. 40
3.1. Hamiltonian của hệ điện tử-phonon trong siêu mạng pha tạp ........................... 40
3.2 Phƣơng trình động lƣợng tử cho điện tử trong siêu mạng pha tạp ..................... 41
3.3 Biểu thức dòng âm điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp. .............................. 42
3.4 Kết quả tính số và thảo luận ................................................................................ 44
3.5 Kết luận của chƣơng 3 ........................................................................................ 48
Chƣơng 4 HIỆU ỨNG ÂM ĐIỆN TỪ LƢỢNG TỬ TRONG HỐ LƢỢNG
TỬ VỚI HỐ THẾ PARABOL ............................................................................... 49
4.1. Hamiltonian của hệ điện tử-phonon trong hố lƣợng tử với hố thế parabol ....... 49
4.2. Phƣơng trình động lƣợng tử cho điện tử trong hố lƣợng tử với hố thế
parabol ....................................................................................................................... 51
4.3. Biểu thức trƣờng âm điện từ lƣợng tử trong hố lƣợng tử với hố thế parabol .... 52
4.4. Kết quả tính số và thảo luận ............................................................................... 59
4.5. Kết luận chƣơng 4 .............................................................................................. 64
Chƣơng 5 ẢNH HƢỞNG CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ LÊN HIỆU ỨNG ÂM
ĐIỆN PHI TUYẾN TRONG HỐ LƢỢNG TỬ VỚI HỐ THẾ CAO VÔ
HẠN .......................................................................................................................... 66
5.1 Toán tử Hamiltonian của hệ điện tử-phonon trong hố lƣợng tử cao vô hạn
khi có mặt sóng điện từ ............................................................................................. 66
5.2. Phƣơng trình động lƣợng tử cho điện tử trong hố lƣợng tử với hố thế cao
vô hạn khi có mặt sóng điện từ. ................................................................................ 68
5.3 Biểu thức dòng âm điện phi tuyến trong hố lƣợng tử với thế cao vô hạn khi
có sóng điện từ .......................................................................................................... 69
5.4 Kết quả tính số và thảo luận kết quả ................................................................... 72
5.5. Kết luận chƣơng 5 .............................................................................................. 75
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 79
PHỤ LỤC
