Báo cáo nghiên cứu khoa học 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

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 [1-3] trong trường hợp hấp thụ một photon và hấp thụ nhiều photon đối với hệ điện tử suy biến và không suy biến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học " 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 " 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 đượcnghiên cứu rộng rãi do nó cho nhiều thông tin về phổ năng lượng và cơ chế tánxạ của điện tử. Trước đây, vấn đề đã được giải quyết cho bán dẫn khối [1-3]trong trường hợp hấp thụ một photon và hấp thụ nhiều photon đối với hệ điện tửsuy biến và không suy biến. Bài toán này cũng đã được giải quyết cho hố lượngtử [4,5], có xét thêm ảnh hưởng của từ trường, và không sử dụng những côngthức gần đúng thô như trong [6]. Mới đây bài toán được đặt ra đối với dây lượngtử hình trụ với hố thế vô hạn [7] và hố thế parabol [8] khi hấp thụ một photon vàhấp thụ nhiều photon. Tuy nhiên, sự ảnh hưởng của từ trường lên sự gia tăngsóng 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 sựgia tăng sóng âm do hấp thụ bức xạ laser trong dây lượng tử hình trụ với thếgiam giữ có độ sâu vô hạn với giả thiết phonon khối (không bị ảnh hưởng của sựgiảm số chiều) [6,11]. Dựa vào phương trình động lượng tử cho phonon trongdây 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 giavào quá trình gia tăng sóng âm khi có mặt của từ trường trong hai trường hợp hấpthụ một photon và hấp thụ nhiều photon. Các kết quả lý thuyết được tính số và vẽđồ 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 theobiên dây. Giả sử từ trường đồng nhất được đặt song song với trục của dây. Khiđó, hàm sóng và phổ năng lượng điện tử được viết trong hệ toạ độ trụ (r,,z) dướidạng [9]: N   n /2 e il e ikz e  / 2 F1  a n ,l , n  1;  , (1a) n,l  1 2L 2k 2  n 1 n   c  a n ,l     , (1b)  n ,l   2 2 2 2m *   với k  0,0, k  là véctơ sóng điện tử, m* là khối lượng hiệu dụng của điện tử, 2l  1, 2, 3,... , n  0,  1,  2, ... ,   r 2 /(2 c ) ,  c  c /(eB) là bán kính cyclotron, 2 2 c   /(m *  c ) là tần số cyclotron, và N là thừa số chuẩn hoá: R   n N  2   c2  e   F12  a n ,l , n  1;  d , 1 0  a n ,l , n  1;   là hàm siêu bội tổng quát (hữu hạn ở =0), a n ,l là nghiệm của1 F1hàm siêu bội: 1 F1  a n ,l , n  1;  R   0 (xác định từ điều kiện hàm sóng bằng khôngở biên r=R). Hệ số tương tác điện tử-phonon 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,  làkhối lượng riêng, vs là vận tốc sóng âm, V là thể tích chuẩn hoá, RI n,l , n,l   n*,l e iqr n ,l dr gọi là thừa số dạng, phụ thuộc vào đặc trưng của dây 0lượng tử và vào từ trường. Với hàm sóng chứa hàm siêu bội, thừa số I n,l , n,l không cho kết quả ở dạngbiểu thức giải tích. Để tiệ ...