Cộng hưởng Cyclotron trong giếng lượng tử thế tam giác

Bài viết Cộng hưởng Cyclotron trong giếng lượng tử thế tam giác nghiên cứu về hiệu ứng Cyclotron trong giếng lượng tử thế tam giác. Sự phụ thuộc độ rộng phổ của đỉnh CR vào cường độ từ trường, nhiệt độ được khảo sát bằng phương pháp Profile nhờ phần mềm Mathematica.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cộng hưởng Cyclotron trong giếng lượng tử thế tam giácCỘNG HƯỞNG CYCLOTRON TRONG GIẾNG LƯỢNG TỬ THẾ TAM GIÁC NGUYỄN THỊ QUỲNH OANH - LÊ ĐÌNH Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế Tóm tắt: Hiệu ứng cộng hưởng cyclotron trong giếng lượng tử thế tam giác được khảo sát bằng cách sử dụng phương pháp toán tử chiếu cô lập. Sự phụ thuộc công suất hấp thụ vào năng lượng photon được tính số và vẽ đồ thị. Từ đồ thị của công suất hấp thụ như là hàm của năng lượng photon, chúng tôi thu được độ rộng vạch phổ của đỉnh cộng hưởng bằng phương pháp Profile. Kết quả thu được cho thấy sự xuất hiện các đỉnh thỏa mãn điều kiện cộng hưởng cyclotron và độ rộng vạch phổ của đỉnh cộng hưởng tăng theo nhiệt độ và từ trường. Từ khóa: cộng hưởng cyclotron, giếng lượng tử, thế tam giác, độ rộng vạch phổ, công suất hấp thụ.1. MỞ ĐẦUNgày nay, khi khoa học công nghệ đang ngày càng phát triển thì nhu cầu lưu trữ, xửlý một khối lượng thông tin khổng lồ với tốc độ nhanh chóng đang trở nên bức thiếthơn bao giờ hết. Công nghệ nano ra đời đã đáp ứng được phần nào những nhu cầu đó.Đặc biệt khi nghiên cứu vật liệu bán dẫn thấp chiều người ta đã phát hiện nhiều hiệntượng vật lý mới lạ, có khả năng ứng dụng rất lớn trong thực tế, một trong những hiệntượng đó là hiện tượng cộng hưởng cyclotron [1], [2], [3], [4], [5].Hiện tượng cộng hưởng cyclotron (CR) là quá trình liên quan đến sự tương tác electron-phonon xảy ra khi bán dẫn được đặt đồng thời trong điện trường xoay chiều và từ trườngtĩnh. Hiệu ứng này phụ thuộc vào tần số photon tới, cường độ từ trường, nhiệt độ màviệc nghiên cứu nó giúp chúng ta xác định được các thông số của các chất bán dẫn.Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu về hiệu ứng cyclotron trong giếng lượng tửthế tam giác. Sự phụ thuộc độ rộng phổ của đỉnh CR vào cường độ từ trường, nhiệt độđược khảo sát bằng phương pháp Profile nhờ phần mềm Mathematica.2. BIỂU THỨC ĐỘ DẪN TỪ, CÔNG SUẤT HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ TRONGGIẾNG LƯỢNG TỬ THẾ TAM GIÁCChúng tôi khảo sát mô hình giếng lượng tử, trong đó electron chuyển động tự do theophương x, y và bị giam giữ theo phương z với thế giam giữ có dạng: ( ∞ khi z ≤ 0 V (z) = αz khi z > 0.Đặt một từ trường tĩnh song song với phương z vào dây và chọn chuẩn Landau là~ ≡ (0, Bx, 0), lúc đó chuyển động của electron theo phương x và phương y sẽ bị ảnhA 363TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐẠI HỌC HUẾ | CYS 2016hưởng bởi từ trường, còn phương z không bị ảnh hưởng [6].Giải phương trình Schrodinger cho electron ta được hàm sóng và phổ năng lượng 1/3 2/3 ~2 3πα 1 1 εnN =− n− + (N + )~ωc (1) 2m∗ 2 4 2 ψ(x, y, z) = χ(x, y)ϕn (z), (2)trong đó 1 χ(x, y) = p eiky y χ(x) Ly # 2 √ N −1/2 (x − X) x−X χ(x) = ΦN (x − X) = (2 N ! πr0 ) exp − HN , 2r02 r0 ∗ 1/6 Z∞ ( 1/3 # ) 2m α 1 t3 2m∗ αϕn (z) = cos + z + ςn t dt, (n = 1, 2, 3, ...) ~2 πAi0 (ςn ) 3 ~2 0với N = 0, 1, 2, ... và n = 1, 2, 3... là kí hiệu chỉ số mức Landau và chỉ số mức vùng con;m∗ là khối lượng hiệu dụng của electron; ωc = eB/m∗ là tần số cyclotron; ΦN (x − X) làhàm dao động điều hòa, HN là đa thức Hermite bậc N; α = eE0 , e là điện tích electron, 1 ∂E0 là biên độ cường độ điện trường; X = eB (−i~) ∂y .Khi sóng điện từ biến thiên theo thời gian có biên độ E0 đặt vào hệ thì biểu thức củacông suất hấp thụ tuyến tính có dạng 1 E 2 X (fα+1 − fα )|jα+ |2 T (ω) P (ω) = E02 Re[δ+− (ω)] = 0 , (3) 2 2~ω α (~ω − ~ωc )2 + (T (ω))2trong đó jα+ = −ie[2(Nα + 1)~ωc /m∗ ]1/2 . (4)Hàm độ rộng vạch phổ T (ω) có dạng 364KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2016 | 11/2016 e2 ~ωq 1 1T (ω) = − 8π ∈ χ∞ χ0   X ×   AB [(1 + Nq − fβ )δ(~ω − εβ,α − ε−q ) + (Nq + fβ )δ(~ω − εβ,α + εq )] Nβ 6=Nα +1 nα 6=nβ  X ...