Báo cáo nghiên cứu khoa học: Ảnh hưởng các tham số lên gia tăng phonon trong hố lượng tử bán dẫn

Tuyển tập các báo cáo nghiên cứu khoa học hay nhất của trường đại học vinh năm 2009 tác giả: 2. Nguyễn Tiến Dũng, Ảnh hưởng các tham số lên gia tăng phonon trong hố lượng tử bán dẫn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " Ảnh hưởng các tham số lên gia tăng phonon trong hố lượng tử bán dẫn" T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVIII, sè 2A-2009tr−êng §¹i häc Vinh ¶nH h−ëng C¸C THAM sè lªN GIA t¨NG PHONON TRONG Hè l−îng tö B¸N dÉn NGUYÔN TIÕN DòNG (a) Tãm t¾t. Trong bµi b¸o nµy, chóng t«i thiÕt lËp ph−¬ng tr×nh ®éng l−îng tö ®èi víi phonon trong hè l−îng tö b¸n dÉn. Sö dông ph−¬ng tr×nh nµy chóng t«i t×m ®−îc hÖ sè gia t¨ng phonon xÐt cho tr−êng hîp khÝ electron suy biÕn, ®iÒu kiÖn gia t¨ng phonon vµ kh¶o s¸t sù ¶nh h−ëng cña c¸c tham sè hè l−îng tö lªn hÖ sè gia t¨ng phonon. 1. Më ®Çu HiÖu øng gia t¨ng phonon do hÊp thô n¨ng l−îng cña Laser ®· ®−îc ph¸t hiÖnvµ nghiªn cøu trong b¸n dÉn khèi, d©y l−îng tö b¸n dÉn, hè l−îng tö b¸n dÉn vµ siªum¹ng b¸n dÉn. C¬ chÕ cña sù gia t¨ng phonon do hÊp thô n¨ng l−îng cña tr−êng Laserlµ qu¸ tr×nh hÊp thô photon kÌm theo sù hÊp thô hay ph¸t x¹ phonon. V× vËy, sù giat¨ng phonon chØ x¶y ra khi tháa m·n c¸c ®iÒu kiÖn vÒ n¨ng l−îng vµ xung l−îng ®Ó c¸celectron cã thÓ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i ®Çu ®Õn tr¹ng th¸i cuèi kÌm theo ph¸t x¹ phonon.Néi dung cña bµi b¸o nµy lµ nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña tr−êng laser lªn sù gia t¨ngphonon trong hè l−îng tö b¸n dÉn (Quantum Well Semiconductor) cho tr−êng hîp khÝelectron kh«ng bÞ suy biÕn b»ng ph−¬ng ph¸p ph−¬ng tr×nh ®éng l−îng tö [1]. 2. Ph−¬ng tr×nh ®éng häc cho phonon trong hè l−îng tö M« h×nh nghiªn cøu lµ hè thÕ l−îng tö b¸n dÉn ®−îc t¹o nªn tõ tinh thÓ bÞ giíih¹n bëi hai hµng rµo thÕ cao v« h¹n, c¸ch nhau mét kho¶ng L bÐ (kh«ng qu¸ vµi tr¨mA 0 ). C¸c hµng rµo hè thÕ nµy cã thÓ ph¶n x¹ c¸c sãng Bloch däc theo trôc Oz vu«ng gãcvíi hµng rµo thÕ. Gi¶ sö sãng laser lan truyÒn däc theo trôc Oz, vÐct¬ c−êng ®é ®iÖn rr rtr−êng cña sãng Laser cã d¹ng E = E 0 sin Ωt , E 0 h−íng vu«ng gãc víi trôc Oz. Gi¶ söhè thÕ kh«ng giam gi÷ phonon. N¨ng l−îng cña electron bÞ l−îng tö ho¸, tr¹ng th¸i relectron ®−îc ®Æc tr−ng bëi chØ sè l−îng tö ho¸ n vµ vÐc t¬ sãng k⊥ vu«ng gãc víi trôcOz. Hamiltonian cña hÖ electron-phonon trong hè l−îng tö d−íi t¸c dông cña tr−ênglaser trong biÓu diÔn l−îng tö hãa thø cÊp cã d¹ng [1]: r e r  (n1 )+ (n1 ) r∑ n  k ⊥ − A(t)  a k ⊥ a k ⊥ + ∑ hωq b q b q ˆ ˆ ˆ ˆ r+r H(t) = H e + H ph + H e − ph = ε r r r   1 ch q k ⊥ ,n1 (1) r (n 2 )+ (n1 ) r + r ∑ C n1 ,n 2 (q) a k + q a k (b q + b + q ) rrr r − r ⊥ ⊥ k ⊥ ,q,n1 ,n 2 +ë ®©y a (rn) vµ a (rn) t−¬ng øng lµ to¸n tö sinh vµ to¸n tö hñy cña electron ë tr¹ng th¸i n k k ⊥ ⊥ +(n lµ chØ sè l−îng tö hãa n¨ng l−îng theo ph−¬ng trôc Oz) , b q vµ b q t−¬ng øng lµ to¸n r rtö sinh vµ to¸n tö hñy phonon, εq = hωq lµ n¨ng l−îng cña phonon víi vect¬ sãng r rNhËn bµi ngµy 04/9/2008. Söa ch÷a xong 27/7/2009. 15NGUYÔN TIÕN DòNG ¶nH h−ëng C¸C THAM sè lªN GIA t¨NG PHONON..., Tr. 15-20 rrq , ε n (k ⊥ ) lµ phæ n¨ng l−îng cña electron, cã d¹ng [2]: r r r r h 2 π2 2 h 2 k 2 h2k 2 h2k 2 = εo n 2 + ⊥ ⊥ ⊥ , ε n (k ⊥ ) = n+ = εn + ...