Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Hiệu ứng âm - điện - từ trong các hệ bán dẫn một chiều

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƯ NHIÊN<br /> <br /> NGUYỄN VĂN NGHĨA<br /> <br /> HIỆU ỨNG ÂM - ĐIỆN - TỪ<br /> TRONG CÁC HỆ BÁN DẪN MỘT CHIỀU<br /> <br /> Chuyên ngành : Vật lý lý thuyết và vật lý toán<br /> Mã số<br /> : 62.44.01.03<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ<br /> <br /> Hà Nội, 2015<br /> 1<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiênĐại học Quốc gia Hà Nội<br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> <br /> 1. PGS. TS. Nguyễn Vũ Nhân<br /> 2. GS. TS. Nguyễn Quang Báu<br /> <br /> Phản biện 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> Phản biện 2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> Phản biện 3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp nhà nước chấm<br /> luận án tiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> ..............................................<br /> vào hồi . . . . . giờ. . . . . ngày . . . . . tháng . . . . . 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 /> 2<br /> <br /> Mở đầu<br /> 1. Lý do chọn đề tài<br /> Trong những thập niên gần đây, sự tiến bộ của vật lí bán dẫn<br /> được đặc trưng bởi sự chuyển hướng nghiên cứu chính từ các khối<br /> tinh thể sang các cấu trúc thấp chiều như hố lượng tử, siêu mạng, các<br /> dây lượng tử và chấm lượng tử. Trong các cấu trúc bán dẫn thấp<br /> chiều, các quy luật lượng tử bắt đầu có hiệu lực, làm thay đổi đáng kể<br /> cả về mặt định tính lẫn định lượng nhiều tính chất vật lí, như tính chất<br /> cơ, quang, nhiệt, điện và một số tính chất mới khác. Việc biến đổi các<br /> tính chất vật lí trên thông qua sự thay đổi đặc trưng cơ bản nhất của<br /> hệ điện tử là hàm sóng và phổ năng lượng của nó.<br /> Như chúng ta đã biết, sự lan truyền của sóng âm ngoài vào bán<br /> dẫn đã làm gia tăng sự chuyển năng lượng và xung lượng của sóng<br /> âm cho các hạt dẫn và làm xuất hiện hiệu ứng âm - điện dọc theo<br /> chiều truyền sóng âm. Nếu mẫu bán dẫn tạo ra mạch khép kín thì sẽ<br /> tạo ra dòng âm - điện chạy dọc theo chiều truyền sóng âm, nếu mạch<br /> hở thì tạo ra trường âm - điện. Khi có thêm từ trường ngoài thì trong<br /> mẫu bán dẫn này xuất hiện một hiệu ứng khác gọi là hiệu ứng âm –<br /> điện – từ, nếu mạch kín sẽ có dòng âm - điện - từ xuất hiện, nếu mạch<br /> hở thì xuất hiện trường âm - điện - từ. Hiệu ứng âm – điện – từ tương<br /> tự như hiệu ứng Hall trong bán dẫn mà dòng âm đóng vai trò như<br /> dòng điện. Bản chất của hiệu ứng âm – điện – từ là do sự tồn tại của<br /> các dòng riêng phần được tạo ra bởi các nhóm năng lượng khác nhau<br /> của các điện tử, khi dòng âm – điện toàn phần trong mẫu bán dẫn<br /> bằng không.<br /> Trong thời gian gần đây, bài toán liên quan đến hiệu ứng âm điện - từ được rất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu cả lý<br /> thuyết và thực nghiệm trong bán dẫn khối và bán dẫn hai chiều. Tuy<br /> nhiên, lý thuyết lượng tử về hiệu ứng âm - điện - từ trong hệ bán dẫn<br /> một chiều (dây lượng tử) vẫn còn bỏ ngỏ, chưa được nghiên cứu. Vì<br /> vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài luận án với tiêu đề “Hiệu ứng âm điện - từ trong các hệ bán dẫn một chiều”. Trong luận án này, lần<br /> đầu tiên lý thuyết lượng tử về hiệu ứng âm - điện - từ được nghiên<br /> <br /> 3<br /> <br /> cứu có hệ thống cho hệ một chiều, cụ thể cho dây lượng tử hình trụ<br /> với hố thế cao vô hạn, dây lượng tử hình chữ nhật với hố thế cao vô<br /> hạn và dây lượng tử hình trụ với hố thế parabol.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu<br /> Xây dựng lý thuyết lượng tử về hiệu ứng âm - điện - từ cho dây lượng<br /> tử hình trụ với hố thế cao vô hạn, dây lượng tử hình chữ nhật với hố<br /> thế cao vô hạn và dây lượng tử hình trụ với hố thế parabol. Thu nhận<br /> biểu thức giải tích của dòng âm - điện và trường âm - điện - từ. So<br /> sánh các kết quả thu được trong các dây lượng tử này với kết quả đã<br /> được nghiên cứu trong bán dẫn khối, siêu mạng và hố lượng tử để<br /> thấy sự khác biệt.<br /> 3. Phương pháp nghiên cứu<br /> Hiệu ứng âm - điện - từ trong các hệ bán dẫn một chiều được nghiên<br /> cứu bằng phương pháp phương trình động lượng tử, kết hợp với<br /> phương pháp tính số dựa trên phần mềm Matlab.<br /> 4. Nội dung nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu<br /> Với mục tiêu đã đề ra, luận án nghiên cứu dòng âm – điện trong dây<br /> lượng tử hình trụ với hố thế cao vô hạn, dây lượng tử hình chữ nhật<br /> với hố thế cao vô hạn; nghiên cứu sự ảnh hưởng của sóng điện từ lên<br /> dòng âm - điện trong dây lượng tử hình chữ nhật với hố thế cao vô<br /> hạn; tính toán trường âm – điện – từ trong dây lượng tử hình trụ với<br /> hố thế cao vô hạn, dây lượng tử hình chữ nhật với hố thế cao vô hạn<br /> và dây lượng tử hình trụ với hố thế parabol.<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án<br /> Những kết quả thu được của luận án đóng góp một phần vào việc<br /> hoàn thiện lý thuyết về các hiệu ứng động trong hệ thấp chiều nói<br /> chung và lý thuyết về hiệu ứng âm - điện - từ trong hệ một chiều nói<br /> riêng. Với những kết quả thu được từ việc sử dụng phương pháp<br /> phương trình động lượng tử, luận án góp phần khẳng định thêm tính<br /> hiệu quả và sự đúng đắn của phương pháp này cho việc sử dụng để<br /> nghiên cứu các hiệu ứng động trong các hệ thấp chiều. Sự phụ thuộc<br /> của dòng âm - điện và trường âm - điện – từ vào tham số đặc trưng<br /> cho cấu trúc dây lượng tử có thể được sử dụng làm thước đo, làm tiêu<br /> chuẩn hoàn thiện công nghệ chế tạo vật liệu cấu trúc nano ứng dụng<br /> <br /> 4<br /> <br /> trong các thiết bị điện tử siêu nhỏ, thông minh và đa năng hiện nay.<br /> 6. Cấu trúc của luận án<br /> Ngoài phần mở đầu, kết luận, các tài liệu tham khảo và phụ lục,<br /> phần nội dung của luận án gồm 4 chương như sau:<br /> Chương 1: Hiệu ứng âm - điện - từ trong bán dẫn khối và hàm<br /> sóng, phổ năng lượng của các dây lượng tử.<br /> Chương 2: Hiệu ứng âm - điện – từ trong dây lượng tử hình trụ<br /> với thế cao vô hạn.<br /> Chương 3: Hiệu ứng âm - điện – từ trong dây lượng tử hình chữ<br /> nhật với thế cao vô hạn.<br /> Chương 4: Hiệu ứng âm - điện – từ trong dây lượng tử hình trụ<br /> với hố thế parabol.<br /> Các kết quả lý thuyết được tính số, vẽ đồ thị và so sánh với các<br /> kết quả trong bán dẫn khối và trong hệ bán dẫn hai chiều.<br /> 7. Các kết quả nghiên cứu<br /> Các kết quả nghiên cứu của luận án được công bố trong 10 công trình<br /> dưới dạng các bài báo và báo cáo khoa học đăng trên tạp chí và kỷ<br /> yếu hội nghị khoa học quốc tế và trong nước, trong đó có 02 bài tại<br /> tạp chí chuyên ngành quốc tế có SCI bao gồm: 01 bài tại tạp chí<br /> Materials Transactions (Japan); 01 chấp nhận đăng tại tạp chí<br /> Physical and Mathematical Sciences-World Academy of Science,<br /> Engineering and Technology (Singapore) quý 1 năm 2016; 02 bài<br /> đăng toàn văn trong hội nghị quốc tế Progress In Electromagnetics<br /> Research Symposium gồm: 01 bài tại Kuala Lumpur-Malaysia, 01<br /> bài tại Taipei-Taiwan; 05 bài đăng tại các tạp chí trong nước gồm:<br /> 02 bài tại tạp chí VNU Journal of Science, Mathematics – Physics<br /> của Đại học Quốc gia Hà Nội, 02 bài tại tạp chí Nghiên cứu khoa<br /> học và công nghệ quân sự, 01 bài tại tạp chí Journal of Science and<br /> Technology của Viện khoa học và công nghệ Việt Nam; 01 bài đăng<br /> toàn văn trong hội nghị Vật lý lý thuyết toàn quốc lần thứ 37.<br /> <br /> 5<br /> <br />