
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------
Ngô Thị Hà
ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG BỨC XẠ LASER LÊN HẤP THỤ
SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG SIÊU
MẠNG HỢP PHẦN
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------
Ngô Thị Hà
ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG BỨC XẠ LASER LÊN HẤP THỤ
SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG SIÊU
MẠNG HỢP PHẦN
Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán
Mã số: 60 44 01
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐINH QUỐC VƯƠNG
Hà Nội – Năm 2011

Luận văn thạc sĩ-Ngô Thị Hà
1
Mục lục
CHƯƠNG 1................................................................................................................ 5
SIÊU MẠNG HỢP PHẦN VÀ BÀI TOÁN ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG
BỨC XẠ LASER LÊN HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ
GIAM CẦM TRONG BÁN DẪN KHỐI. ............................................................... 5
1.1 Khái quát về siêu mạng hợp phần…………………………………………...5
1.2 Hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong bán dẫn khối khi
có mặt trường laser. ............................................................................................... 7
1.2.1 Xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử giam cầm trong bán
dẫn khối. .......................................................................................................... 7
1.2.2 Tính hệ số hấp thụ ................................................................................ 14
CHƯƠNG 2.............................................................................................................. 20
PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG TỬ TRONG SIÊU MẠNG HỢP PHẦN
VÀ HỆ SỐ HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ YẾU BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM
TRONG SIÊU MẠNG HỢP PHẦN KHI CÓ MẶT TRƯỜNG LASER
(TRƯỜNG HỢP TÁN XẠ ĐIỆN TỬ-PHONON ÂM). ....................................... 20
2.1 Hamiltonian của hệ điện tử-phonon trong siêu mạng hợp phần ................... 20
2.2 Xây dựng phương trình động lượng tử trong siêu mạng hợp phần. .............. 21
2.3 Tính hệ số hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong siêu mạng
hợp phần khi có mặt trường laser. ....................................................................... 32
CHƯƠNG 3.............................................................................................................. 43
TÍNH TOÁN SỐ VÀ BÀN LUẬN ......................................................................... 43
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 46
Tài liệu tham khảo .................................................................................................. 47
Phụ lục ...................................................................................................................... 49

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 3.1: sự phụ thuộc của hệ số hấp hấp thụ vào nhiệt độ.
Hình 3.2: Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào cường độ sóng điện từ yếu Eo1.
Hình 3.3 sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào chiều dài siêu mạng
Hình 3.4: Sự phụ thuộc hệ hấp thụ vào năng lượng sóng điện từ yếu.
Hình 3.5: Ảnh hưởng của trường bức xạ laser lên hệ số hấp thụ.

Luận văn thạc sĩ-Ngô Thị Hà
2
Mở đầu
Một trong những hướng của khoa học ứng dụng hiện nay là tích hợp lại để
cùng nghiên cứu các đối tượng nhỏ bé có kích thước tiến đến kích thước của
nguyên tử. Chính xu hướng này đã làm cho vật liệu nano (nano materials) trở thành
một trong những lĩnh vực nghiên cứu thu hút được sự quan tâm chú ý của nhiều nhà
vật lý, cả lý thuyết lẫn thực nghiệm. Nghành Vật lý nghiên cứu này gọi là Vật lý hệ
thấp chiều hay Vật lý có cấu trúc nano. Cấu trúc thấp chiều có ưu điểm là tính chất
quang của các thiết bị dựa trên bán dẫn thấp chiều có thể được điều chỉnh bằng cách
thay đổi các thông số cấu trúc mà tiêu biểu là độ dày, thành phần của hợp chất và sự
giảm chiều của bán dẫn. Dẫn đến sự thay đổi các đặc trưng quang học, đặc biệt là sự
gia tăng xác suất tái hợp electron-lỗ trống, nên cấu trúc vật liệu thấp chiều đã giúp
tạo ra các thiết bị linh kiện hiện đại công nghệ cao, có tính cách mạng về khoa học,
đồng thời là cơ sở để tạo ra các thiết bị siêu nhỏ và đa năng như ngày nay [1,2,3,4].
Cấu trúc thấp chiều bao gồm cấu trúc hai chiều (2D), trong đó các hạt mang
điện (electron và lỗ trống) chỉ chuyển động tự do theo hai chiều, cấu trúc một chiều
(1D) trong đó hạt mang điện chỉ chuyển động tự do theo một chiều và cấu trúc
không chiều (0D) với sự giam giữ hạt theo cả ba chiều. Việc chuyển từ hệ điện tử
3D sang 2D, sang 1D, sang 0D đã làm thay đổi đáng kể cả về mặt định tính cũng
như định lượng nhiều tính chất vật lý trong đó có tính chất quang của vật liệu [16,
18, 19, 21, 22].
Với sự phát triển của vật lý chất rắn và công nghệ epytaxy chùm phân tử
(MBE) hay kết tủa hơi kim loại hữu cơ (MOCVD) đã tạo ra các lớp bán dẫn có bề
rộng vùng cấm khác nhau, chẳng hạn AlGaAs và GaAs. Trong cấu trúc này, ngoài
trường của thế tuần hoàn gây ra bởi các nguyên tử tạo nên mạng tinh thể, trong
mạng tinh thể còn tồn tại một trường điện thế phụ. Trường điện thế phụ này cũng có
tính tuần hoàn nhưng với chu kỳ lớn hơn rất nhiều so với chu kỳ của trường các
nguyên tử trong mạng tinh thể. Khi theo một phương nào đó có trường thế phụ thì
phổ năng lượng của các hạt mang điện theo chiều này bị lượng tử hóa, hạt mang
điện chỉ còn tự do theo các số chiều còn lại nhỏ hơn ba. Do tính chất bị giam giữ