Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo, nghiên cứu vật liệu ZnO thích hợp cho bức xạ Microlaser

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------o0o---------<br /> <br /> PHẠM VĂN THÌN<br /> <br /> CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU ZnO<br /> THÍCH HỢP CHO BỨC XẠ MICROLASER<br /> <br /> Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn<br /> Mã số: 62 44 07 01<br /> TÓM TẮT DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ<br /> <br /> HÀ NỘI - 2014<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Vật lý Chất rắn,<br /> Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN.<br /> Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thế Bình<br /> PGS. TS. Tạ Đình Cảnh<br /> Phản biện 1:…………………………………….<br /> Phản biện 2: ……………………………………<br /> Phản biện 3: ……………………………………<br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Nhà nước chấm<br /> luận án tiến sỹ họp tại …………………………………………..<br /> Vào hồi<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Trong những năm gần đây, một hướng nghiên cứu mới đang<br /> được quan tâm nhằm thay thế công nghệ chế tạo microlaser truyền<br /> thống, đó là các microlaser ngẫu nhiên. Cơ chế hoạt động của các<br /> microlaser ngẫu nhiên này dựa trên lý thuyết định xứ Anderson áp<br /> dụng đối với photon trong môi trường bất trật tự. Việc chế tạo các<br /> microlaser ngẫu nhiên dễ và rẻ hơn nhiều so với các microlaser<br /> truyền thống. Microlaser ngẫu nhiên có thể được dùng làm nguồn<br /> sáng trong mạch quang học tích hợp, các micro-sensor thay thế cho<br /> các sensor truyền thống.<br /> Đặt ra mục tiêu nghiên cứu microlaser trên tinh thể ZnO vừa là<br /> phát triển một lĩnh vực nghiên cứu vật lý laser mới, vừa là phối hợp<br /> nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO, gắn kết quả nghiên cứu chế<br /> tạo vật liệu nano ZnO với một mục tiêu ứng dụng cụ thể là<br /> microlaser. Đây là lý do chúng tôi chọn hướng nghiên cứu sự phát<br /> bức xạ cưỡng bức và laser ngẫu nhiên trong vật liệu ZnO. Luận án<br /> mang tên là "Chế tạo, nghiên cứu vật liệu ZnO thích hợp cho bức<br /> xạ Microlaser".<br /> Mục đích của luận án là:<br /> - Nghiên cứu chế tạo các vật liệu ZnO có cấu trúc thích hợp để<br /> tạo thành các microlaser ngẫu nhiên.<br /> - Xây dựng phép đo và tiến hành nghiên cứu thực nghiệm các<br /> thuộc tính quang học của vật liệu chế tạo được. Tiến hành thực<br /> nghiệm nghiên cứu phương pháp kích thích và khả năng phát bức xạ<br /> microlaser từ vật liệu ZnO.<br /> <br /> 1<br /> <br /> - Tìm hiểu cơ chế tạo thành các microlaser do giam hãm quang<br /> học trong môi trường bất trật tự dựa trên lý thuyết định xứ của<br /> Anderson.<br /> Các kỹ thuật thực nghiệm trong luận án được thực hiện tại các<br /> phòng thí nghiệm của Bộ môn Vật lý Chất rắn, Bộ môn Quang lượng<br /> tử, Bộ môn Vật lý Đại cương và Trung tâm Khoa học Vật liệu (Khoa<br /> Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN); các phòng thí<br /> nghiệm của Viện Khoa học Vật liệu (Viện KH & CN Việt Nam); Viện<br /> Khoa học & Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST).<br /> Bố cục của luận án:<br /> Ngoài phần "Mở đầu và "Kết luận", luận án được trình bày<br /> trong 4 chương:<br /> * Chương 1: Tổng quan.<br /> * Chương 2: Các phương pháp chế tạo mẫu và các kỹ thuật<br /> phân tích cấu trúc.<br /> * Chương 3: Chế tạo và khảo sát bức xạ laser ngẫu nhiên từ các mẫu<br /> ZnO dạng viên nén và màng mỏng.<br /> *Chương 4: Chế tạo và khảo sát bức xạ laser ngẫu nhiên từ các mẫu<br /> ZnO dạng bột.<br /> <br /> 2<br /> <br /> CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN<br /> 1.1. Tính chất cấu trúc và tính chất quang của ZnO<br /> Kẽm ôxít ZnO là một vật liệu có tiềm năng ứng dụng rất lớn<br /> đối với các linh kiện quang điện tử hoạt động ở vùng xanh - tím. Để<br /> chế tạo các thiết bị quang điện tử hiệu suất cao, cần thiết phải khảo<br /> sát các tính chất cấu trúc và các quá trình chuyển trạng thái quang<br /> học trong ZnO. Trong mục này trình bày các tính chất cấu trúc, các<br /> cơ chế dịch chuyển quang học, nguồn gốc và cơ chế hình thành bức<br /> xạ cưỡng bức ở vật liệu bán dẫn nói chung và ở ZnO nói riêng.<br /> 1.2. Tổng quan về laser ngẫu nhiên<br /> * Giới thiệu về laser ngẫu nhiên<br /> Trong suốt một thời gian dài, các tán xạ quang học được xem là<br /> gây cản trở cho hoạt động của laser, vì thế cần phải loại bỏ các<br /> photon tán xạ từ các mode của buồng cộng hưởng laser truyền thống.<br /> Tuy nhiên, trong một môi trường bất trật tự, các tán xạ lại có thể<br /> đóng vai trò tích cực trong cả khuếch đại và hoạt động của laser, gọi<br /> là laser ngẫu nhiên. Các laser loại này được hình thành một cách<br /> ngẫu nhiên theo các tán xạ trong một môi trường bất trật tự. Do đó,<br /> các phát xạ laser phát ra từ buồng cộng hưởng này mang tính ngẫu<br /> nhiên.<br /> * Mô hình lý thuyết của Letokhov về laser ngẫu nhiên<br /> Mô hình khuếch tán của các laser ngẫu nhiên được đề xuất vào<br /> năm 1967, là mô hình đầu tiên mô tả khả năng khuếch đại của bức xạ<br /> trong môi trường tán xạ ngẫu nhiên.<br /> <br /> 3<br /> <br />