Ảnh hưởng của từ trường lên sự gia tăng sóng âm (phonon âm) do hấp thụ bức xạ laser trong dây lượng tử hình trụ với hố thế vô hạn

Trong bài báo này các tác giả nghiên cứu sự ảnh hưởng của từ trường lên sự gia tăng sóng âm do hấp thụ bức xạ laser trong dây lượng tử hình trụ với thế giam giữ có độ sâu vô hạn với giả thiết phonon khối (không bị ảnh hưởng của sự giảm số chiều)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của từ trường lên sự gia tăng sóng âm (phonon âm) do hấp thụ bức xạ laser trong dây lượng tử hình trụ với hố thế vô hạn TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 22, 2004 ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN  SỰ GIA TĂNG SÓNG ÂM (PHONON ÂM) DO HẤP THỤ BỨC XẠ LASER  TRONG DÂY LƯỢNG TỬ HÌNH TRỤ VỚI HỐ THẾ VÔ HẠN Phạm Thị Nguyệt Nga, Nguyễn Quang Báu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐH Quốc gia Hà Nội Trần Công Phong, Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Huế Lương Văn Tùng, Trường Đại học Sư phạm Đồng Tháp 1. MỞ ĐẦU Lý thuyết gia tăng sóng âm do hấp thụ bức xạ laser là một đề  tài được nghiên   cứu rộng rãi do nó cho nhiều thông tin về phổ năng lượng và cơ chế tán xạ của điện   tử. Trước đây, vấn đề  đã được giải quyết cho bán dẫn khối [1­3] trong trường hợp   hấp thụ  một photon và hấp thụ  nhiều photon đối với hệ  điện tử  suy biến và không  suy biến. Bài toán này cũng đã được giải quyết cho hố  lượng tử  [4,5], có xét thêm  ảnh hưởng của từ  trường, và không sử  dụng những công thức gần đúng thô như  trong [6]. Mới đây bài toán được đặt ra đối với dây lượng tử  hình trụ  với hố  thế vô   hạn [7] và hố  thế  parabol [8] khi hấp thụ một photon và hấp thụ  nhiều photon. Tuy   nhiên, sự   ảnh hưởng của từ  trường lên sự  gia tăng sóng âm trong các cấu trúc một   chiều chưa được xét đến. Trong bài báo này chúng tôi nghiên cứu sự  ảnh hưởng của từ trường lên sự gia   tăng sóng âm do hấp thụ bức xạ laser trong dây lượng tử hình trụ với thế giam giữ có  độ sâu vô hạn với giả thiết phonon khối (không bị ảnh hưởng của sự giảm số chiều)   [6,11]. Dựa vào phương trình động lượng tử  cho phonon trong dây lượng tử, chúng   tôi thu được biểu thức giải tích cho hệ số hấp thụ sóng âm, điều kiện cho sự gia tăng   sóng âm, và điều kiện xung lượng cho điện tử tham gia vào quá trình gia tăng sóng âm   khi có mặt của từ trường trong hai trường hợp hấp thụ một photon và hấp thụ nhiều   photon.  Các  kết  quả   lý  thuyết  được  tính  số   và vẽ   đồ   thị   đối  với  dây  lượng  tử  GaAs/GaAsAl. 2. MÔ HÌNH DÂY LƯỢNG TỬ  Xét dây lượng tử hình trụ bán kính R, chiều dài L, thế giam giữ vô hạn theo biên  dây. Giả sử từ trường đồng nhất được đặt song song với trục của dây. Khi đó, hàm   sóng và phổ năng lượng điện tử được viết trong hệ toạ độ trụ (r, ,z) dưới dạng [9]: N n /2 n ,l e il e ikz e /2 1 F1 a n ,l , n 1; , (1a) 2 L  2k 2 n 1 n n ,l  c a n ,l ,             (1b) 2m * 2 2 2  với   k 0,0, k   là véctơ  sóng điện tử,  m*  là khối lượng hiệu dụng của  điện tử,  2 l 1, 2, 3,... ,   n 0, 1, 2, ...   ,   r 2 /( 2 2 c) ,   c  c /(eB)   là   bán   kính   cyclotron,  2 c  /(m * c )  là tần số cyclotron, và N là thừa số chuẩn hoá: R 2 2 n N c e 1 F12 a n ,l , n 1; d , 0 1 F1 a n ,l , n 1;   là hàm siêu bội tổng quát (hữu hạn  ở   =0),   a n ,l   là nghiệm của  hàm siêu bội:  1 F1 a n ,l , n 1; R 0  (xác định từ  điều kiện hàm sóng bằng không  ở  biên r=R). Hệ số tương tác điện tử­phonon khi có mặt từ  trường được xác định theo công   thức:   C n ,l ,n ,l q C q I n ,l ,n ,l , trong đó   C q i  q /(2 v sV )   đối với tương tác điện tử   ­phonon âm,   q  là véctơ  sóng phonon,   là hằng số  thế  biến dạng,   là khối lượng  ...