Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hấp thụ phi tuyến sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong siêu mạng hợp phần (trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm)

Luận văn nghiên cứu lý thuyết hấp thụ phi tuyến sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong siêu mạng hợp phần có tính toán cụ thể cho trường hợp tán xạ phonon - âm và khảo sát kết quả thu được đối với siêu mạng hợp phần GaAs - Al0.3Ga0.7As.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hấp thụ phi tuyến sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tử giam cầm trong siêu mạng hợp phần (trường hợp tán xạ điện tử - phonon âm) ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------ NGUYỄN THỊ LOANHẤP THỤ PHI TUYẾN SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH BIẾN ĐIỆU THEO BIÊN ĐỘ BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG SIÊU MẠNG HỢP PHẦN (TRƯỜNG HỢP TÁN XẠ ĐIỆN TỬ - PHONON ÂM) Hà Nội – 2012 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------ NGUYỄN THỊ LOANHẤP THỤ PHI TUYẾN SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH BIẾN ĐIỆU THEO BIÊN ĐỘ BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG SIÊU MẠNG HỢP PHẦN (TRƯỜNG HỢP TÁN XẠ ĐIỆN TỬ - PHONON ÂM) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết & vật lý toán Mã số: 604401 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:PGS.TS NGUYỄN VŨ NHÂN Hà Nội – 2012 2 Lời cảm ơn Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TSNguyễn Vũ Nhân. Cảm ơn thầy đã hướng dẫn chỉ bảo tôi trong suốt quátrình thực hiện luận văn này. Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong tổ vật lý lýthuyết, các thầy cô trong khoa vật lý, ban chủ nhiệm khoa vật lý trường Đạihọc khoa học tự nhiên đã quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong thờigian làm luận văn cũng như trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tạitrường. Đồng thời tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn tới các anh chị nghiên cứusinh, các bạn trong lớp cao hoc vật lý khóa 2010 -2012 đã đóng góp những ýkiến quý báu và động viên tôi thực hiện luận văn này. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tớigia đình tôi, những người thân yêu của tôi đã luôn động viên tạo điều kiệntốt nhất cho tôi trong quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thànhluận văn này. Hà nội, ngày 20/11/2012 Học viên Nguyễn Thị Loan 3 MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN…………………………………………………………….iMỤC LỤC………………………………………………………………..iiDANH MỤC HÌNH VẼ…………………………………………………iiiMỞ ĐẦ……………………………………………………………………1CHƯƠNG 1: SIÊU MẠNG HỢP PHẦN VÀ BÀI TOÁN HẤP THỤSÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH BIẾN ĐIỆU THEO BIÊN ĐỘ BỞI ĐIỆN TỬGIAM CẦM TRONG BÁN DẪN KHỐI………………………………..41.1: Tổng quan về siêu mạng hợp phần…………………………………41.1.1: Khái niệm về siêu mạng hợp phần………………………………..41.1.2: Phổ năng lượng và hàm sóng của điện tử giam cầm trong siêumạng hợp phần……………………………………………………………51.2: Bài toán hấp thụ phi tuyến sóng điện từ mạnh biến điệu theo biênđộ bởi điện tử giam cầm trong bán dẫn khối……………………………71.2.1: Sự hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởi điện tửgiam cầm trong bán dẫn khối…………………………………………….71.2.2: Xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử trong bán dẫnkhối……………………………………………………………………….101.2.3: Biểu thức hệ số hấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độbởi điện tử giam cầm trong bán dẫn khối……………………………...15CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG TỬ VÀ BIỂU THỨCGIẢI TÍCH CHO HỆ SỐ HẤP THỤ PHI TUYẾN SÓNG ĐIỆN TỪMẠNH BIẾN ĐIỆU THEO BIÊN ĐỘ BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦMTRONG SIÊU MẠNG HỢP PHẦN(TRƯỜNG HỢP TÁN XẠ ĐIỆNTỬ-PHONON ÂM)…………………………………………………….222.1: Hamiltonian tương tác của điện tử - phonon trong siêu mạng hợpphần………………………………………………………………………22 42.2: Phương trình động lượng tử cho điện tử trong siêu mạng hợpphần………………………………………………………………………242.3: Tính hệ số hgấp thụ sóng điện từ mạnh biến điệu theo biên độ bởiđiện tử giam cầm trong siêu mạng hợp phần…………………………..35CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SỐ VÀ BÀN LUẬN……………………….42KẾT LUẬN ……………………………………………………………….46Tài liệu tham khảo………………………………………………………..48Phụ lục …………………………………………………………………….51 5 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, việc chế tạo và nghiên cứu các tính chấtcủa các vật liệu có cấu trúc nano là vấn đề mang tính thời sự thu hút nhiềunhà khoa học hàng đầu trong nước và quốc tế tham gia nghiên cứu. Trongđó, bán dẫn thấp chiều là một điểm nóng trong các nghiên cứu hiện đại vìkhả năng ứng dụng rộng rãi trong đời sống và trong khoa học kĩ thuật, tạo racác linh kiện hiện đại siêu nhỏ, đa năng, thông minh. Chính sự hạn chế chuyển động này đã làm cho các hiệu ứng vật lý,các tính chất vật lý trong dây lượng tử khác nhiều so với bán dẫn khối. Khi các nguồn bức xạ cao tần ra đời đã mở ra một hướng nghiên cứumới về các hiệu ứng cao tần gây bởi tương tác của các trường sóng điện từcao tần lên bán dẫn siêu mạng. Khi sóng điện từ cao tần ...