Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu sự hấp thụ phi tuyến sóng điện từ bởi điện tử giam cầm trong dây lượng tử

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:144

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án thu được các biểu thức giải tích của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ trong các dây lượng tử; chứng tỏ tác động của hiệu ứng giam cầm điện tử trong dây lượng tử lên sự hấp thụ phi tuyến song điện tử; khẳng định sự hấp thụ phi tuyến sóng điện tử chịu sự ảnh hưởng của thế giam cầm điện tử cũng như hình dạng và kích thước của dây lượng tử.... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu sự hấp thụ phi tuyến sóng điện từ bởi điện tử giam cầm trong dây lượng tử

§¹i Häc Quèc �ia Hµ Néi Trêng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn ¡¡¡?¡¡¡ Hoµng §×nh TriÓn Nghiªn cøu sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö Chuyªn ngµnh : VËt lý lý thuyÕt vµ VËt lý to¸n M∙ sè : 62 44 01 01 LuËn ¸n TiÕn sÜ VËt lý Ngêi híng dÉn khoa häc GS. TS. NguyÔn Quang B¸u Hµ Néi � 2012
Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i. C¸c kÕt qu¶, sè liÖu, ®å thÞ,... ®îc nªu trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ cha tõng ®îc ai c«ng bè trong bÊt kú c¸c c«ng tr×nh nµo kh¸c. Hµ Néi, th¸ng 01 n¨m 2012 T¸c gi¶ luËn ¸n Hoµng §×nh TriÓn
Lêi c¶m ¬n T«i xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c nhÊt ®Õn GS. TS. NguyÔn Quang B¸u, ngêi thÇy ®· hÕt lßng tËn tôy gióp ®ì, híng dÉn t«i trong qu¸ tr×nh häc tËp, nghiªn cøu vµ hoµn thµnh luËn ¸n. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù gióp ®ì, híng dÉn tËn t×nh cña GS. TSKH. NguyÔn Xu©n H·n, GS. TS. NguyÔn V¨n Tháa, PGS. TS. NguyÔn §×nh Dòng vµ c¸c thÇy trong Khoa VËt lý, Trêng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn. T«i xin göi lêi c¶m ¬n ®Õn Quü ph¸t triÓn khoa häc vµ c«ng nghÖ Quèc gia (Nafosted) ®· tµi trî cho t«i trong viÖc c«ng bè c¸c c«ng tr×nh khoa häc. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n ®Õn tÊt c¶ nh÷ng ngêi th©n, b¹n bÌ vµ ®ång nghiÖp ®· gióp ®ì, ®éng viªn t«i trong suèt qu¸ tr×nh nghiªn cøu. Tõ ®¸y lßng t«i xin göi lêi tri ©n ®Õn tÊt c¶ mäi ngêi. Hµ néi, th¸ng 01 n¨m 2012 T¸c gi¶ luËn ¸n Hoµng §×nh TriÓn
DANH MỤC CÁC BẢNG 2.1 Các thông số cơ bản của dây lượng tử hình trụ hố thế cao vô hạn. . . . . . . . . . 48 4.1 Các thông số cơ bản của dây lượng tử hình chữ nhật hố thế cao vô hạn . . . . . 90 -1-
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 1.1 Mô hình cấu trúc các hệ bán dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2 Mô hình tương tác giữa vật chất và sóng điện từ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kinh dây lượng tử hình trụ hố thế cao vô hạn (tán xạ điện tử-phonon âm). . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.2 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng photon trong dây lượng tử hình trụ hố thế cao vô hạn và trong hố lượng tử . . . . . . . . . . 50 2.3 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào cường độ sóng điện từ cho trường hợp tán xạ điện tử -phonon âm trong dây lương tử hình trụ hố thế cao vô hạn và trong hố lượng tử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.4 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kính dây lượng tử hình trụ hố thế cao vô hạn cho trường hợp tán xạ điện tử-phonon quang (Trường hợp hấp thụ gần ngưỡng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.5 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kính dây lượng tử hình trụ hố thế cao vô hạn cho trường hợp tán xạ điện tử-phonon quang (hấp thụ xa ngưỡng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.6 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ trong dây lượng tử hình trụ hố thế cao vô hạn vào nhiệt độ của hệ tại các giá trị khác nhau của bán kính dây. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.7 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào cường độ của sóng điện từ tại các giá trị khác nhau của nhiệt độ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.8 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng photon tại các giá trị khác nhau của bán kính dây. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.9 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kính dây lượng tử khi có mặt của từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.10 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào nhiệt độ của hệ và cường độ sóng điện từ khi có mặt của từ trường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.11 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng photon khi có mặt của từ trường ngoài. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.12 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng cyclotron. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.1 Sư phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kinh dây trong dây lượng tử hình trụ hố thế parabol với các giá trị khác nhau của nhiệt độ của hệ, trường hợp hấp thụ gần ngưỡng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.2 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kính dây với các giá trị khác nhau của tần số hiệu dụng của hố thế trong dây lượng tử hình trụ hố thế parabol, trường hợp hấp thụ xa ngưỡng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.3 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào nhiệt độ của hệ với -2-
các giá trị khác nhau của tần số sóng điện từ, trường hợp hấp thụ gần ngưỡng. . 73 3.4 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào nhiệt độ của hệ với các giá trị khác nhau của tần số song điện từ, trường hợp hấp thụ xa ngưỡng. . . 74 3.5 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng sóng điện từ với các giá trị khác nhau của tần số hiệu dụng của hố thế, trường hợp hấp thụ gần ngưỡng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.6 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng phonton tại các giá trị khác nhau của tần số hiệu dụng của hố thế, trường hợp tán xạ điện tử-phonon âm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.7 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào bán kính dây với các giá trị khác nhau của tần số hiệu dụng của hố thế, trường hợp tán xạ điện tử-phonon âm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 3.8 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng cyclotron với các giá trị khác nhau của tần số hiệu dụng của hố thế. . . . . . . 76 3.9 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng photon với các giá trị khác nhau của tần số hiệu dụng của hố thế. . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào kích thước dây. . . . . 90 4.2 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào nhiệt độ của hệ tại các giá trị khác nhau của cường độ điện trường, trường hợp tán xạ điện tử- phonon âm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.3 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ trong dây lượng tử hình chữ nhật hố thế cao vô hạn vào cường độ điện trường tại các giá trị khác nhau của nhiệt độ của hệ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.4 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào nhiệt độ của hệ tại các giá trị khác nhau của kích thước dây lượng tử hình chữ nhật cho trường hợp tán xạ điện tử-phonon quang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.5 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến vào cường độ sóng điện từ. . . . . . . . . 93 4.6 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào vào năng lượng photon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.7 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng photon khi có mặt của từ trường trong dây lượng tử hình chữ nhật. . . . . . . . . . . . . . . 95 4.8 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ vào năng lượng cyclotron của từ trường trong dây lượng tử hình chữ nhật. . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5.1 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ trong dây lượng tử hình chữ nhật hố thế cao vô hạn vào năng lượng photon cho cả hai trường hợp phonon giam cầm và phonon không giam cầm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.2 Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ phi tuyến sóng điện từ trong dây lượng tử hình trụ chữ nhật hố thế cao vô hạn vào nhiệt độ cho cả hai trường hợp phonon giam cầm và phonon không giam cầm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 -3-
Môc lôc Danh môc c¸c b¶ng 1 Danh môc c¸c h×nh vÏ, ®å thÞ 2 Môc lôc 4 Më ®Çu 8 Ch¬ng1. Tæng quan vÒ d©y lîng tö vµ hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong b¸n dÉn khèi 16 1.1. Kh¸i qu¸t vÒ d©y lîng tö . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.1.1. CÊu tróc cña d©y lîng tö b¸n dÉn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.1.2. Hµm sãng vµ phæ n¨ng lîng cña ®iÖn tö trong d©y lîng tö h×nh trô víi hè thÕ v« h¹n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.3. Hµm sãng vµ phæ n¨ng lîng cña ®iÖn tö trong d©y lîng tö h×nh trô víi hè thÕ parabol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.4. Hµm sãng vµ phæ n¨ng lîng cña ®iÖn tö trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.2. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong b¸n dÉn khèi . . . . . . . . . . . 22 1.2.1. Sù hÊp thô sãng ®iÖn tõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.2.2. Lý thuyÕt lîng tö vÒ hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong b¸n dÉn khèi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Ch¬ng 2. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n 26 2.1. Hamiltonian cña hÖ ®iÖn tö-phonon trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 -4-
2.1.1. Trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.1.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.2. Ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2.1. Trêng hîp v¾ng mÆt tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3. HÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n . . . . . . . . . . . . . 35 2.3.1. Trênghîp v¾ng mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.3.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.4. KÕt qu¶ tÝnh sè vµ th¶o luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.4.1. Trêng hîp v¾ng mÆt tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.4.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.5. KÕt luËn ch¬ng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Ch¬ng 3. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol 59 3.1. Hamiltonian cña hÖ ®iÖn tö-phonon trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.1.1. Trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . 59 3.1.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.2. Ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.2.1. Trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . 61 -5-
3.2.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.3. HÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.3.1. Trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng ngoµi. . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.3.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi. . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.4. KÕt qu¶ tÝnh sè vµ th¶o luËn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.4.1. Trêng hîp v¾ng mÆt tõ trêng ngoµi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.4.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.5. KÕt luËn ch¬ng 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Ch¬ng 4. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n 80 4.1. Hamiltonian cña hÖ ®iÖn tö-phonon trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1.1. Trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.2. Ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4.2.1. Trêng hîp v¾ng mÆt tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4.2.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4.3. HÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n . . . . . . . . . . . . 84 4.3.1. Trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.3.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 -6-
4.4. KÕt qu¶ tÝnh sè vµ th¶o luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.4.1. Trêng hîp v¾ng mÆt tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.4.2. Trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ngoµi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.5. KÕt luËn ch¬ng 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Ch¬ng 5. ¶nh hëng cña sù giam cÇm phonon lªn sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö 98 5.1. Hamiltonian cña hÖ ®iÖn tö-phonon giam cÇm trong d©y lîng tö . 99 5.2. Ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cña ®iÖn tö trong d©y lîng tö khi phonon giam cÇm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 5.3. HÖ sè hÊp thô sãng ®iÖn tõ m¹nh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt khi cã sù giam cÇm phonon . . . . . . . . . . . . . 102 5.4. TÝnh to¸n sè vµ bµn luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 104 5.5. KÕt luËn ch¬ng 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 KÕt luËn 107 Danh môc c¸c c«ng tr×nh cña t¸c gi¶ liªn quan ®Õn luËn ¸n 109 Tµi liÖu tham kh¶o 111 Phô lôc 122 -7-
Më ®Çu 1. Lý do chän ®Ò tµi Trong nh÷ng thËp niªn gÇn ®©y, ngµnh vËt lý hÖ thÊp chiÒu (vËt lý nano) ®îc nhiÒu nhµ vËt lý quan t©m bëi nh÷ng ®Æc tÝnh u viÖt mµ cÊu tróc tinh thÓ 3 chiÒu kh«ng cã ®îc. Trong c¸c cÊu tróc cã kÝch thíc lîng tö, n¬i c¸c h¹t dÉn bÞ giíi h¹n bëi trong nh÷ng vïng cã kÝch thíc ®Æc trng vµo cì bíc sãng De Broglie, c¸c tÝnh chÊt vËt lý cña ®iÖn tö thay ®æi kÞch tÝnh. T¹i ®©y, c¸c quy luËt cña c¬ häc lîng tö b¾t ®Çu cã hiÖu lùc, tríc hÕt, th«ng qua viÖc biÕn ®æi ®Æc trng c¬ b¶n nhÊt cña hÖ ®iÖn tö lµ hµm sãng vµ phæ n¨ng lîng cña nã. Phæ n¨ng lîng trë thµnh gi¸n ®o¹n däc theo híng to¹ ®é giíi h¹n. D¸ng ®iÖu cña h¹t dÉn trong c¸c cÊu tróc kÝch thíc lîng tö t¬ng tù nh khÝ hai chiÒu [3, 4, 61, 68, 71, 73, 75-79, 81, 84] hoÆc khÝ mét chiÒu [3, 4, 10, 16, 24, 40], .... Tõ ®ã, hÇu hÕt c¸c tÝnh chÊt quang, ®iÖn ®Òu cã nh÷ng thay ®æi ®¸ng kÓ [11, 27, 37, 45]. §Æc biÖt, mét sè tÝnh chÊt míi kh¸c, ®îc gäi lµ hiÖu øng kÝch thíc, ®· xuÊt hiÖn. Sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt liÖu, ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ epitaxy chïm ph©n tö, rÊt nhiÒu hÖ vËt liÖu víi cÊu tróc nano nh cÊu tróc hè lîng tö, siªu m¹ng b¸n dÉn, c¸c d©y l¬ng tö vµ chÊm lîng tö ®îc chÕ t¹o. Víi ®Æc tÝnh u viÖt cña nã, hµng lo¹t c¸c hiÖu øng ®· ®îc nghiªn cøu nh: c¸c c¬ chÕ t¸n x¹ ®iÖn tö-phonon [31, 52, 56 ,60, 70, 72], tÝnh dÉn ®iÖn tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn [66, 79, 89-91], ®é linh ®éng cña ®iÖn tö [59, 62, 69], c¸c tÝnh chÊt quang [32, 55, 71], .... VËt liÖu nano ngµy cµng ®îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ vÒ c¶ lý thuyÕt lÉn thùc nghiÖm. D©y lîng tö lµ cÊu tróc ®Æc trng cña hÖ mét chiÒu (1D), nã cã thÓ ®îc t¹o ra nhê kü thuËt lithography (®iªu kh¾c) vµ photoetching (quang kh¾c) tõ c¸c líp giÕng lîng tö. B»ng kü thuËt nµy, c¸c d©y lîng tö cã h×nh d¹ng kh¸c nhau ®îc t¹o thµnh nh d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt, d©y lîng tö h×nh trô,... §Æc ®iÓm chung cña c¸c lo¹i d©y lîng tö lµ chuyÓn ®éng cña ®iÖn tö bªn trong nã bÞ giíi h¹n trong c¸c hè thÕ giam cÇm theo hai chiÒu ¡8¡
øng víi c¸c chiÒu bÞ giíi h¹n cña d©y. Cã nghÜa lµ ®iÖn tö chØ cã thÓ chuyÓn ®éng tù do theo trôc cña d©y lîng tö (chiÒu kh«ng bÞ giíi h¹n). Sù giam cÇm ®iÖn tö trong c¸c d©y lîng tö lµm thay ®æi ®¸ng kÓ c¸c tÝnh chÊt vËt lý cña hÖ, c¸c hiÖu øng vËt lý bªn trong cã nhiÒu sù kh¸c biÖt so víi cÊu tróc ba chiÒu vµ hai chiÒu. VÝ dô, t¸n x¹ ®iÖn tö-phonon vµ tØ lÖ t¸n x¹ [10, 26, 49, 57, 83], tÝnh dÉn ®iÖn tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn [65, 82], hÊp thô sãng ®iÖn tõ yÕu [15] vµ hµng lo¹t c¸c hiÖu øng kh¸c [12, 28-30, 34, 35, 41-44, 51, 92]. Chóng ta ®· biÕt khi chiÕu chïm bøc x¹ sãng ®iÖn tõ vµo vËt chÊt, sù t¬ng t¸c cña sãng ®iÖn tõ víi vËt chÊt xÈy ra, mét phÇn bøc x¹ ®îc truyÒn qua vËt chÊt, mét phÇn bÞ ph¶n x¹ vµ phÇn cßn l¹i bÞ hÊp thô bëi m«i trêng vËt chÊt. Sù hÊp thô sãng ®iÖn tõ cña vËt chÊt ®· vµ ®ang ®îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn c¶ vÒ lý thuyÕt lÉn thùc nghiÖm víi nhiÒu øng dông m¹nh mÏ vµ s©u réng trong khoa häc kü thuËt. §Æc biÖt lµ lÜnh vùc kü thuËt qu©n sù, vËt liÖu hÊp thô sãng ®iÖn tõ ®Æc biÖt ®îc quan t©m nghiªn cøu nh»m øng dông cho kü thuËt “tµng h×nh” cho c¸c ph¬ng tiÖn qu©n sù. Trªn ph¬ng diÖn lý thuyÕt, bµi to¸n hÊp thô sãng ®iÖn tõ ®îc xem xÐt díi hai quan ®iÓm kh¸c nhau theo sù ph¸t triÓn cña vËt lý hiÖn ®¹i. Trªn quan ®iÓm lý thuyÕt cæ ®iÓn, bµi to¸n nµy ®· ®îc gi¶i quyÕt chñ yÕu dùa trªn viÖc gi¶i ph¬ng tr×nh ®éng cæ ®iÓn Boltzmann [36, 88]. Trªn quan ®iÓm lý thuyÕt lîng tö, bµi to¸n hÊp thô sãng ®iÖn tõ ®· ®îc gi¶i quyÕt b»ng nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh lý thuyÕt hµm Green, lý thuyÕt nhiÔu lo¹n [6], ph¬ng ph¸p ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö [5, 8], ph¬ng ph¸p Kubo-Mori më réng [76, 78].Víi hÖ b¸n dÉn thÊp chiÒu, bµi to¸n hÊp thô tuyÕn tÝnh sãng ®iÖn tõ ®îc ®Æc biÖt ph¸t triÓn nghiªn cøu b»ng ph¬ng ph¸p Kubo-Mori më réng nh: hÊp thô sãng ®iÖn tõ yÕu trong hè l¬ng tö [13], trong siªu m¹ng pha t¹p [14], trong d©y lîng tö [15]. Bªn c¹nh sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña vËt liÖu b¸n dÉn thÊp chiÒu còng nh nh÷ng nghiªn cøu vµ øng dông ®èi víi sãng ®iÖn tõ, vµo ®Çu thËp niªn 60 cña thÕ kØ tríc, sù ra ®êi cña laser cho ta nh÷ng nguån bøc x¹ ®iÖn tõ ¡9¡
cã cêng ®é lín, ®é ®ång bé cao víi biªn ®é vect¬ cêng ®é sãng ®iÖn tõ vµo kho¶ng 107-1010 V/cm, khi t¬ng t¸c víi vËt liÖu, c¸c tÝnh chÊt quang cña vËt liÖu b¾t ®Çu kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo b¶n chÊt cña vËt liÖu mµ cßn phô thuéc vµo cêng ®é cña trêng laser. Tõ ®ã, c¸c hiÖn tîng míi xuÊt hiÖn gäi lµ hiÖu øng quang phi tuyÕn. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ laser, quang phi tuyÕn ngµy cµng ®îc më réng vµ trë thµnh mét ngµnh ®éc lËp nghiªn cøu t¬ng t¸c cña sãng ®iÖn tõ m¹nh víi vËt chÊt. C¶ lý thuyÕt lÉn thùc nghiÖm, quang phi tuyÕn ngµy cµng ®îc quan t©m nghiªn cøu nh»m liªn tôc c¶i thiÖn sù ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c hÊp thô phi tuyÕn còng nh hÖ sè khóc x¹ [32, 33, 39, 46, 47, 53, 58, 71, 93, 94]. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ trong b¸n dÉn khèi ®· ®îc V. V. Pavlovich vµ E. M. Epshtein nghiªn cøu vµ c«ng bè vµo n¨m 1977 [64], b»ng ph¬ng ph¸p ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö c¸c t¸c gi¶ ®· x©y dùng biÓu thøc cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ th«ng qua viÖc gi¶i ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö vµ biÓu thøc cña mËt ®é dßng h¹t t¶i. Trong thêi gian gÇn ®©y, bµi to¸n hÊp thô sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong hÖ hai chiÒu còng ®· ®îc nghiªn cøu [16, 19]. Tuy nhiªn, ®èi víi hÖ mét chiÒu, bµi to¸n hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ vÉn cßn bá ngá vµ ®îc chóng t«i lùa chän cho ®Ò tµi luËn ¸n víi tiªu ®Ò “Nghiªn cøu sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö”. Víi ®Ò tµi nµy cña luËn ¸n, lÇn ®Çu tiªn sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ trong d©y lîng tö ®îc nghiªn cøu cã hÖ thèng vµ tæng thÓ trong hÖ cÊu tróc mét chiÒu víi c¸c d©y lîng tö ®Æc trng cho c¶ hai trêng hîp v¾ng mÆt vµ cã mÆt cña tõ trêng. ¶nh hëng cña sù giam cÇm phonon lªn hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ lÇn ®Çu tiªn còng ®îc xem xÐt trong d©y lîng tö. 2. Môc tiªu nghiªn cøu LuËn ¸n nghiªn cøu sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong c¸c lo¹i d©y lîng tö ®Æc trng cho hÖ b¸n dÉn mét chiÒu cho c¶ hai trêng hîp v¾ng mÆt vµ cã mÆt cña tõ trêng víi hai c¬ chÕ t¸n x¹ ®iÖn ¡ 10 ¡
tö-phonon ©m vµ t¸n x¹ ®iÖn tö-phonon quang. BiÓu thøc gi¶i tÝch cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ ®îc thu nhËn, tõ ®ã thùc hiÖn tÝnh sè ®Ó ®¸nh gi¸ vÒ c¶ ®Þnh tÝnh lÉn ®Þnh lîng sù phô thuéc cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ vµo c¸c tham sè bªn ngoµi nh cêng ®é vµ tÇn sè cña sãng ®iÖn tõ, nhiÖt ®é cña hÖ. Sù phô thuéc cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ vµo tham sè cña d©y lîng tö còng ®îc xem xÐt ®Ó ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña cÊu tróc cña hÖ lªn sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ. C¸c kÕt qu¶ thu ®îc trong d©y ®îc so s¸nh víi kÕt qu¶ ®· ®îc nghiªn cøu trong b¸n dÉn khèi [64] còng nh hÖ hai chiÒu [16], ®ång thêi so s¸nh kÕt qu¶ thu ®îc gi÷a c¸c d©y lîng tö cã h×nh d¹ng vµ hè thÕ kh¸c nhau ®Ó xem xÐt ¶nh hëng cña thÕ giam gi÷ ®iÖn tö vµ h×nh d¹ng vµ kÝch thíc d©y lªn sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ. Bªn c¹nh ®ã, hÊp thô sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö còng ®îc nghiªn cøu cho trêng hîp phonon giam cÇm, tõ ®ã ®¸nh gi¸ sù ¶nh hëng cña sù giam cÇm phonon lªn sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ. 3. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu Nh ®· nãi ë trªn, theo quan ®iÓm lý thuyÕt lîng tö, bµi to¸n hÊp thô sãng ®iÖn cã thÓ ®îc gi¶i quyÕt theo nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau, mçi ph¬ng ph¸p cã nh÷ng u nhîc ®iÓm nhÊt ®Þnh. V× vËy, tïy vµo bµi to¸n cô thÓ ®Ó lùa chän ph¬ng ph¸p gi¶i quyÕt phï hîp. Trong khu«n khæ cña luËn ¸n, bµi to¸n hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iªn tö giam cÇm trong d©y lîng tö ®îc t¸c gi¶ nghiªn cøu b»ng ph¬ng ph¸p ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö, ®©y lµ ph¬ng ph¸p ®· ®îc sö dông cho bµi to¸n t¬ng tù trong b¸n dÉn khèi [55, 64] còng nh c¸c hÖ hai chiÒu [16, 67] vµ ®· thu ®îc nh÷ng kÕt qu¶ cã ý nghÜa khoa häc nhÊt ®Þnh. XuÊt ph¸t tõ viÖc gi¶i ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö trong d©y lîng tö, hµm ph©n bè ®iÖn tö kh«ng c©n b»ng ®îc t×m thÊy, tõ ®ã biÓu thøc cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh ®îc tÝnh to¸n gi¶i tÝch. KÕt hîp víi ph¬ng ph¸p tÝnh sè b»ng phÇn mÒm tÝnh sè Matlab, ®©y lµ phÇn mÒm tÝnh sè vµ m« pháng ¡ 11 ¡
®îc sö dông nhiÒu trong vËt lý còng nh c¸c ngµnh khoa häc kü thuËt, hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong c¸c d©y lîng tö ®îc ®¸nh gi¸ vµ th¶o luËn c¶ vÒ ®Þnh tÝnh lÉn ®Þnh lîng. 4. Néi dung nghiªn cøu vµ ph¹m vi nghiªn cøu B»ng nh÷ng c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt liÖu hiÖn ®¹i, ngêi ta cã thÓ chÕ t¹o rÊt nhiÒu lo¹i d©y lîng tö víi h×nh d¹ng vµ thÕ giam gi÷ kh¸c nhau, Víi môc tiªu ®· ®Ò ra, luËn ¸n nghiªn cøu víi ba lo¹i d©y lîng tö ®Æc trng: d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n, d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol vµ d©y lîng tö h×nh chö nhËt hè thÕ cao v« h¹n. Bµi to¸n hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ ®îc xem xÐt cho c¶ hai trêng hîp cã mÆt vµ v¾ng mÆt cña tõ trêng ngoµi víi hai c¬ chÕ t¸n x¹ ®iÖn tö-phonon quang vµ ®iÖn tö-phonon ©m. Bªn c¹nh ®ã luËn ¸n còng quan t©m nghiªn cøu ®Õn sù ¶nh hëng cña phonon giam cÇm lªn hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ trong d©y lîng tö, cô thÓ lµ d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt víi hè thÕ cao v« h¹n. 5. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña luËn ¸n Nh÷ng kÕt qu¶ thu ®îc cña luËn ¸n ®ãng gãp mét phÇn vµo viÖc hoµn thiÖn lý thuyÕt vÒ c¸c hiÖu øng ®éng trong hÖ thÊp chiÒu mµ cô thÓ lµ lý thuyÕt hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong cÊu tróc d©y lîng tö. Sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ trong d©y lîng tö lÇn ®©u tiªn ®îc nghiªn cøu mét c¸ch hÖ thèng vµ tæng thÓ trªn quan ®iÓm lý thuyÕt lîng tö. Kh¶o s¸t tÝnh sè cho sù phô thuéc cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ vµo c¸c tham sè cho phÐp cã ®îc nh÷ng ®¸nh gi¸ trùc quan vÒ mÆt ®Þnh tÝnh còng nh ®Þnh lîng cña sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ trong vËt liÖu cã cÊu tróc nano mét chiÒu. VÒ mÆt ph¬ng ph¸p, víi nh÷ng kÕt qu¶ thu ®îc tõ viÖc sö dông ph¬ng ph¸p ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö giam cÇm, luËn ¸n gãp phÇn kh¼ng ®Þnh thªm tÝnh hiÖu qu¶ vµ sù ®óng ®¾n cña ph¬ng ph¸p nµy cho c¸c hiÖu øng phi tuyÕn trªn quan ®iÓm lîng tö. ¡ 12 ¡
Bªn c¹nh ®ã, t¸c gi¶ còng hi väng kÕt qu¶ cña luËn ¸n cã thÓ ®ãng gãp mét phÇn vµo viÖc ®Þnh híng, cung cÊp th«ng tin vÒ tÝnh hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ cña d©y lîng tö cho vËt lý thùc nghiÖm trong viÖc nghiªn cøu chÕ t¹o vËt liÖu nano. Sù phô thuéc cña c¸c ®¹i lîng vËt lý nãi chung vµ hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn nãi riªng vµo tham sè ®Æc trng cho cÊu tróc d©y lîng tö cã thÓ ®îc sö dông lµm thíc ®o, lµm tiªu chuÈn hoµn thiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt liÖu cÊu tróc nano øng dông trong ®iÖn tö siªu nhá, th«ng minh vµ ®a n¨ng hiÖn nay. 6. CÊu tróc cña luËn ¸n Ngoµi phÇn më ®Çu, kÕt luËn, danh môc c¸c c«ng tr×nh liªn quan ®Õn luËn ¸n ®· c«ng bè, c¸c tµi liÖu tham kh¶o vµ phÇn phô lôc, néi dung cña luËn ¸n gåm 5 ch¬ng, 22 môc víi 33 h×nh vÏ vµ ®å thÞ, tæng céng 140 trang. Néi dung cña c¸c ch¬ng nh sau: Ch¬ng 1 tr×nh bµy tæng quan vÒ d©y lîng tö vµ hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong b¸n dÉn khèi. §©y ®îc xem lµ nh÷ng kiÕn thøc c¬ së cho c¸c nghiªn cøu ®îc tr×nh bµy trong c¸c ch¬ng sau. Hµm sãng vµ phæ n¨ng lîng cña ®iÖn tö trong ba lo¹i d©y lîng tö (d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n, d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol vµ d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n) cho c¶ hai trêng hîp v¾ng mÆt vµ cã mÆt cña tõ trêng. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong b¸n dÉn khèi víi ph¬ng ph¸p ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö còng ®· ®îc tr×nh bµy. Ch¬ng 2 nghiªn cøu sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n. Hamiltonian cña hÖ ®iÖn tö-phonon, c¸c ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö cho ®iÖn tö còng nh hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n ®îc thiÕt lËp cho c¶ hai trêng hîp v¾ng mÆt vµ cã mÆt cña tõ trêng ngoµi. HÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh ®îc tÝnh to¸n, nghiªn cøu cho c¶ hai c¬ chÕ t¸n x¹ ®iÖn tö-phonon ©m vµ t¸n x¹ ®iÖn ¡ 13 ¡
tö phonon quang cho trêng hîp v¾ng mÆt cña tõ trêng. HÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong trêng hîp cã mÆt cña tõ trêng ®îc nghiªn cøu cho c¬ chÕ t¸n x¹ ®iÖn tö-phonon quang. C¸c kÕt qu¶ gi¶i tÝch cña hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ cao v« h¹n ®îc ¸p dông tÝnh sè vµ bµn luËn cho d©y lîng tö b¸n dÉn GaAs/GaAsAl. Ch¬ng 3 nghiªn cøu sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh trô hè thÕ parabol. C¸c néi dung nghiªn cøu trong ch¬ng nµy t¬ng tù nh ch¬ng 2 nhng ¸p dông cho d©y lîng tö hè thÕ parabol, ®ång thêi tËp trung tÝnh sè vµ bµn luËn ®Ó xem xÐt ¶nh hëng cña thÕ giam cÇm ®iÖn tö lªn hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh. T¬ng tù nh ch¬ng 2 vµ ch¬ng 3, néi dung cña ch¬ng 4 nghiªn cøu sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ manh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n, ®ång thêi xem xÐt ¶nh hëng cña kÝch thíc d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt lªn hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ vµ so s¸nh víi c¸c kÕt qu¶ thu ®îc ®èi víi d©y lîng tö h×nh trô, tõ ®ã ®¸nh gi¸ sù ¶nh hëng cña h×nh d¹ng d©y lîng tö lªn sù hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ. Ch¬ng 5 nghiªn cøu ¶nh hëng cña sù giam cÇm phonon lªn hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh bëi ®iÖn tö giam cÇm trong d©y lîng tö. Hamiltonian cña hÖ ®iÖn tö giam cÇm-phonon giam cÇm, ph¬ng tr×nh ®éng lîng tö còng nh hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ bëi ®iÖn tö giam cÇm khi cã sù giam cÇm phonon trong d©y lîng tö h×nh ch÷ nhËt hè thÕ cao v« h¹n ®îc thiÕt lËp. C¸c kÕt qu¶ tÝnh sè ®îc tr×nh bµy vµ bµn luËn ®Ó thÊy râ møc ®é ¶nh hëng cña sù giam cÇm phonon lªn hÖ sè hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tö m¹nh trong d©y lîng tö. PhÇn phô lôc ®a ra c¸c ch¬ng tr×nh tÝnh sè b»ng phÇn mÒm Matlab cho viÖc tÝnh sè vµ vÏ c¸c ®å thÞ. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu chÝnh cña luËn ¸n ®îc c«ng bè trong 9 c«ng tr×nh díi d¹ng c¸c bµi b¸o vµ b¸o c¸o khoa häc ®¨ng trong c¸c t¹p chÝ ¡ 14 ¡
vµ ký yÕu héi nghÞ khoa häc trong níc vµ quèc tÕ, trong ®ã cã 02 bµi trong t¹p chÝ chuyªn ngµnh quèc tÕ Korean Physical Society vµ Journal of USA-Progress In Electromagnetics Research Letters; 01 bµi trong cuèn s¸ch Wave Propagation; 02 bµi ®¨ng trong tuyÓn tËp héi nghÞ khoa häc quèc tÕ vµ 04 bµi ®¨ng trong t¹p chÝ VNU Journal of Science, Mathematics - Physics cña §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. ¡ 15 ¡
Ch¬ng 1 Tæng quan vÒ d©y lîng tö vµ hÊp thô phi tuyÕn sãng ®iÖn tõ m¹nh trong b¸n dÉn khèi 1.1. Kh¸i qu¸t vÒ d©y lîng tö 1.1.1. CÊu tróc cña d©y lîng tö b¸n dÉn D©y lîng tö (quantum wires) thuéc hÖ cÊu tróc b¸n dÉn mét chiÒu (one-dimension systems) [3, 4]. M« h×nh cÊu tróc cña c¸c hÖ b¸n dÉn cã thÓ ®îc m« t¶ nh h×nh (1.1). H×nh 1.1: M« h×nh cÊu tróc c¸c hÖ b¸n dÉn: (3D) B¸n dÉn khèi; (2D) HÖ hai chiÒu; (1D) hÖ mét chiÒu; (0D) HÖ kh«ng chiÒu Trong d©y lîng tö (hÖ mét chiÒu - 1D), chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t t¶i bÞ ¡ 16 ¡