Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Lý thuyết lượng tử về hiệu ứng âm - điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp

Luận văn có cấu trúc gồm 3 chương trình bày siêu mạng pha tạp và hiệu ứng âm - điện phi tuyến trong bán dẫn khối, biểu thức giải tích của dòng âm - điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp, tính toán số dòng âm – điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp, xẽ đồ thị, bàn luận. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Lý thuyết lượng tử về hiệu ứng âm - điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------- NGUYỄN THỊ KIM OANHLÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ VỀ HIỆU ỨNG ÂM- ĐIỆN PHI TUYẾNTRONG SIÊU MẠNG PHA TẠP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------- NGUYỄN THỊ KIM OANHLÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ VỀ HIỆU ỨNG ÂM- ĐIỆN PHI TUYẾNTRONG SIÊU MẠNG PHA TẠP Chuyên ngành : Vật lý lý thuyết và Vật lý toán Mã Số: 60 44 01 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Vũ Nhân Hà Nội – 2013 Lời cảm ơn Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Vũ Nhân đã tậntình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi trong quá trình làm luận văn. Tiếp đến tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Quang Báu-Trưởng bộ môn Vật lý –Khoa Vật lý- trường ĐHKHTN- ĐHQGHN đã tận tình chỉ bảovà tạo mọi điều kiện giúp tôi trong quá trình tham gia làm luận văn. Cuối cùng tôi xin trân trọng cảm ơn tới TS Nguyễn Văn Nghĩa giảng viện trường ĐHThuỷ Lợi, cùng các thầy, cô trong bộ môn Vật lý lý thuyết - Vật lý toán của trườngĐHKHTN- ĐHQGHN, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, tạo đều kiện cho tôi rất nhiều trongsuốt thời gian vừa qua. Luận văn được hoàn thành dưới sự tài trợ của đề tài nghiên cứu khoa học NAFOSTED( N0 103.01 – 2011.18 ) Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Kim Oanh DANH MỤC HÌNH VẼHình 3.1. Khảo sát sự phụ thuộc của dòng âm điện vào tần số củasóng âm cho trường hợp giá trị của nồng độ pha tạp nD thay đổi nD =1.1023 m-3, nD = 1,2.1023 m-3, nD = 1,4.1023 m-3 nhiệt độ của hệ là Trang 37T=290 KHình 3.2. Khảo sát sự phụ thuộc của dòng âm điện vào nồng rộngpha tạp khi tần số sóng âm thay đổi cho trường hợp giá trị của tần sốsóng âm thay đổi q  3.1011 s 1 , q  3.1.1011 s 1 , Trang 38q  3.2.1011 s 1 nhiệt độ của hệ là T=290 K Mục lụcMở đầu……………………………………………………………………………..1Chương I. Siêu mạng pha tạp và hiệu ứng âm - điện phi tuyến trong bán dẫnkhối ………………………………………………………………………………...31.1. Siêu mạng pha tạp………………………………………………………………… ... 31.1.1. Khái niệm về siêu mạng pha tạp …………………………………………………..31.1.2. Hàm sóng và phổ năng lượng của điện tử giam cầm trong siêu mạng pha tạp ……31.2. Tính toán dòng âm – điện phi tuyến trong bán dẫn khối bằng phương pháp độnglượng tử ………………………………………………………………………………………… . 5Chương II. Biểu thức giải tích của dòng âm - điện phi tuyến trong siêu mạngpha tạp…………………………………………………………………………… 82.1. Phương trình động lượng tử cho điện tử trong siêu mạng pha tạp..............................82.2. Biểu thức giải tích của dòng âm - điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp...............25Chương III. Tính toán số dòng âm – điện phi tuyến trong siêu mạng pha tạp.Vẽ đồ thị, bàn luận.................................................................................................363.1 tính toán số và vẽ đồ thị...............................................................................................363.2 Thảo luận về kết quả....................................................................................................39Kết luận chung.......................................................................................................40Tài liệu tham khảo.................................................................................................41Phụ lục tính toán số...............................................................................................43 MỞ ĐẦU1. Lý do chọn đề tài Trong hai thập liên vừa qua, tiến bộ của Vật Lý chất rắn cả lý thuyết và thực nghiệmđược đặc trừng bởi sự chuyển hướng đối tượng nghiên cứu chính từ các vật liệu bán dẫnkhối sang các cấu trúc tinh thể nano như màng mỏng và các cấu trúc tinh thể thấp chiều. Các cấu trúc tinh thể thấp chiều như cấu trúc siêu mạng, dây lượng tử, hố lượng tử......trong hệ cấu trúc này chuyển động của hạt dẫn bị giới hạn nghiêm ngặt theo một hướngtoạ độ ở một vùng kích thước đặc trưng vào cỡ bước sóng DeBroglie, tính chất vật lý củađiện tử thay đổi đáng kể và xuất hiện một số tính chất mới lạ, các quy luật của cơ họclượng tử bắt đầu có hiệu lực, đặc trưng cơ bản nhất là phổ năng lượng biến đổi. Phổ nănglượng bị gián đoạn dọc theo hướng toạ độ giới hạn. Do tính chất quang, điện của hệ biếnđổi mở ra khả năng ứng dụng của các linh kiện và tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vựckhoa học, kỹ thuật như: pin mặt trời, các loại vi mạch, ....... Cấu trúc thấp chiều là một cấu trúc hoàn toàn mới, khác hẳn với những vật liệu trướcđây, nó được chia làm 3 loại: hệ không chiều, hệ một chiều, hệ hai chiều. Hệ hai chiều trong đó có siêu mạng pha tạp với phổ năng lượng của điện tử gián đoạntheo một chiều và điện tử chỉ chyển động tự do theo hai chiều còn một chiều hạn chế.Chính sự gián đoạn của phổ năng lượng và hạn chế chuyển động của điện tử theo mộtchiều này đã làm ảnh hưởng lên các tính chất phi tuyến của hệ. Trong hệ thấp chiều cấu trúc siêu mạng thu hút sự quan tâm của rất nhiều các nhà vật lýlý thuyết và thực nghiệm vì nó đã góp phần tạo ra linh kiện và các thiết bị điện tử hiệnđại, công nghệ cao và là cơ sở của các thiết bị điện tử siêu nhỏ đa năng. Chính vì vậy córất n ...