Dự thảo tóm tắt Luận Án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng Hall trong các hệ bán dẫn một chiều

Luận án nghiên cứu với mục tiêu nhằm xây dựng lý thuyết lượng tử về hiệu ứng Hall cho dây lượng tử hình trụ với hố thế cao vô hạn, dây lượng tử hình chữ nhật với hố thế cao vô hạn, đồng thời nghiên cứu sự ảnh hưởng của sóng điện từ lên hiệu ứng Hall trong dây lượng tử khi từ trường nằm trong mặt phẳng tự do của electron. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự thảo tóm tắt Luận Án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng Hall trong các hệ bán dẫn một chiềuQUTRƢ NNOTNN-----------------------N UYỄN T UNN ỨU LÝ T UYẾT VỀÁDTỆU ỨNỆ BÁN DẪN MỘTu nn nM s :ƢƠNLL TRONỀU: Vật lí lí t u ết v vật lí toán62.44.01.01O T M TẮT LUẬN ÁN T ẾN S VẬT LÝNội – 2016ông trình được hoàn thành tại: Trường ại học Khoa học Tự nhiên– ại học Quốc iaà Nội.Người hướng dẫn khoa học:1. P S. TS. Nguyễn Vũ Nhân2. TS. ặng Thị Thanh ThủyPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án sẽ được bảo vệ trước ội đồng cấp ại học Quốc gia à Nộichấm luận án tiến sĩ họp tại……………………………………………………………………………………......……………………………………………………………………………………….………….Vào hồi …………. giờ …………ngày ……….. tháng …….. năm…..ó thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Quốc gia Việt Nam- Trung tâm thông tin – Thư viện, ại học Quốc gia à NộiMở đầu1. Lý do c ọn đề t iiệu ứng all trong bán dẫn khối dưới ảnh hưởng của mộtsóng điện từ đã được nghiên cứu chi tiết cho cả các miền từ trườngmạnh và yếu bằng phương pháp phương trình động cổ điểnBoltzmann và phương trình động lượng tử. Tuy nhiên theo chúng tôiđược biết thì các nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng này trong các hệthấp chiều ảnh hưởng của sóng điện từ mạnh vẫn còn bỏ ngỏ. Trongcác hệ thấp chiều thì năng lượng và số sóng của hạt bị lượng tửkhông chỉ là do thế giam giữ nội tại của vật liệu mà còn là do trườngngoài, chẳng hạn như do từ trường mạnh (xuất hiện mức Landau).Trong điều kiện nhiệt độ thấp thì tính lượng tử thể hiện càng mạnh ởnhiệt độ thấp, đòi hỏi phải sử dụng các lý thuyết lượng tử. Lý thuyếtlượng tử về hiệu ứng all trong ố lượng tử và siêu mạng dưới ảnhhưởng của một sóng điện từ mạnh đã được nghiên cứu bằng phươngpháp phương trình động lượng tử. ai trường hợp được xem xét là:từ trường nằm trong mặt phẳng tự do của electron và từ trường vuônggóc với mặt phẳng tự do của electron với hai loại tương tác là tươngtác electron-phonon quang và electron-phonon âm.Trong số các bán dẫn thấp chiều, bán dẫn dây lượng tử vớicác dạng thế khác nhau rất được chú ý. Bán dẫn có cấu trúc dâylượng tử là hệ điện tử một chiều, nhưng nghiên cứu các dây lượng tửvới các dạng thế khác nhau. ối với bán dẫn dây lượng tử với cácdạng thế khác nhau, các nghiên cứu lượng tử về hiệu ứng all để làmnổi bật ảnh hưởng của cấu trúc vật liệu lên các đại lượng vật lí đặctrưng cho hiệu ứng vẫn là một vấn đề chưa được nghiên cứu và giảiquyết. ể hoàn thiện bức tranh hiệu ứng all trong hệ thấp chiều,chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu N i n cứu lý t u ết về iệu ứnall tron các ệ bán dẫn một c iều để phần nào làm rõ các vấnđề còn bỏ ngỏ nêu trên.2. Mục ti u n i n cứuXây dựng lý thuyết lượng tử về Hiệu ứng all cho dây lượng tửhình trụ với hố thế cao vô hạn, dây lượng tử hình chữ nhật với hố thếcao vô hạn, đồng thời nghiên cứu sự ảnh hưởng của sóng điện từ lênhiệu ứng all trong dây lượng tử khi từ trường nằm trong mặt phẳngtự do của electron. húng tôi xét các loại tương tác là tương tácelectron-phonon quang, electron-phonon âm và electron-phonon1quang giam cầm.3. P ươn p áp n i n cứuTrong khuôn khổ của luận án, bài toán về hiệu ứng Hall trong hệmột chiều dưới ảnh hưởng của một sóng điện từ mạnh được nghiêncứu bằng phương pháp phương trình động lượng tử. ây là phươngpháp đã được sử dụng tính toán cho nhiều bài toán trong hệ thấpchiều, như bài toán hấp thụ sóng điện từ các hệ hai chiều, hệ mộtchiều, hiệu ứng âm - điện - từ trong hệ hai chiều hiệu ứng Hall trongcác hệ hai chiều dưới ảnh hưởng của sóng điện từ mạnh và đã thuđược những kết quả có ý nghĩa khoa học nhất định.Ngoài ra còn kết hợp với phương pháp tính số dựa trên phầnmềm Matlab là phần mềm được sử dụng nhiều trong Vật lí cũng nhưcác ngành khoa học kỹ thuật.4. Nội dun n i n cứu v p ạm vi n i n cứuNội dung nghiên cứu chính của luận án là: trên cơ sở các biểuthức giải tích của hàm sóng và phổ năng lượng của electron trongdây lượng tử hình trụ và hình chữ nhật với hố thế cao vô hạn khi đặttrong điện trường và từ trường vuông góc nhau, chúng tôi xây dựngtoán tử Hamiltonian của hệ electron-phonon tương tác khi có thêmsóng điện từ đặt vào hệ. Từ Hamiltonian chúng tôi thiết lập phươngtrình động lượng tử cho toán tử số electron trung bình khi giả thiết sốphonon không thay đổi theo thời gian. Giải phương trình động lượngtử chúng tôi thu nhận được số electron trung bình và viết ra đượcbiểu thức mật độ dòng điện. Thực hiện các phép tính toán giải tíchchúng tôi có biểu thức cho tensor độ dẫn điện, từ trở, hệ số Hall. Từcác kết quả giải tích chúng tôi thực hiện tính số vẽ đồ thị và thảoluận đối với các mô hình dây lượng tử hình trụ, dây lượng tử hìnhchữ nhật cụ thể. Kết quả tính số được so sánh với các lý thuyết vàthực nghiệm khác được tìm thấy.5. Ý n ĩa k oa ọc v t ực tiễn của luận ánVề phương pháp, với những kết quả thu được từ việc sử dụngphương pháp phương trình động lượng tử, luận án góp phần khẳngđ ...