Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo, nghiên cứu vật liệu ZnO thích hợp cho bức xạ Microlaser

Luận án với mục tiêu nghiên cứu chế tạo các vật liệu ZnO có cấu trúc thích hợp để tạo thành các microlaser ngẫu nhiên, xây dựng phép đo và tiến hành nghiên cứu thực nghiệm các thuộc tính quang học của vật liệu chế tạo được, tiến hành thực nghiệm nghiên cứu phương pháp kích thích và khả năng phát bức xạ microlaser từ vật liệu ZnO, tìm hiểu cơ chế tạo thành các microlaser do giam hãm quang học trong môi trường bất trật tự dựa trên lý thuyết định xứ của Anderson. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo, nghiên cứu vật liệu ZnO thích hợp cho bức xạ Microlaser ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------o0o--------- PHẠM VĂN THÌN CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU ZnO THÍCH HỢP CHO BỨC XẠ MICROLASER Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn Mã số: 62 44 07 01 TÓM TẮT DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2014 Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Vật lý Chất rắn, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN. Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thế Bình PGS. TS. Tạ Đình Cảnh Phản biện 1:……………………………………. Phản biện 2: …………………………………… Phản biện 3: …………………………………… Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Nhà nước chấm luận án tiến sỹ họp tại ………………………………………….. Vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, một hướng nghiên cứu mới đang được quan tâm nhằm thay thế công nghệ chế tạo microlaser truyền thống, đó là các microlaser ngẫu nhiên. Cơ chế hoạt động của các microlaser ngẫu nhiên này dựa trên lý thuyết định xứ Anderson áp dụng đối với photon trong môi trường bất trật tự. Việc chế tạo các microlaser ngẫu nhiên dễ và rẻ hơn nhiều so với các microlaser truyền thống. Microlaser ngẫu nhiên có thể được dùng làm nguồn sáng trong mạch quang học tích hợp, các micro-sensor thay thế cho các sensor truyền thống. Đặt ra mục tiêu nghiên cứu microlaser trên tinh thể ZnO vừa là phát triển một lĩnh vực nghiên cứu vật lý laser mới, vừa là phối hợp nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO, gắn kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO với một mục tiêu ứng dụng cụ thể là microlaser. Đây là lý do chúng tôi chọn hướng nghiên cứu sự phát bức xạ cưỡng bức và laser ngẫu nhiên trong vật liệu ZnO. Luận án mang tên là Chế tạo, nghiên cứu vật liệu ZnO thích hợp cho bức xạ Microlaser. Mục đích của luận án là: - Nghiên cứu chế tạo các vật liệu ZnO có cấu trúc thích hợp để tạo thành các microlaser ngẫu nhiên. - Xây dựng phép đo và tiến hành nghiên cứu thực nghiệm các thuộc tính quang học của vật liệu chế tạo được. Tiến hành thực nghiệm nghiên cứu phương pháp kích thích và khả năng phát bức xạ microlaser từ vật liệu ZnO. 1 - Tìm hiểu cơ chế tạo thành các microlaser do giam hãm quang học trong môi trường bất trật tự dựa trên lý thuyết định xứ của Anderson. Các kỹ thuật thực nghiệm trong luận án được thực hiện tại các phòng thí nghiệm của Bộ môn Vật lý Chất rắn, Bộ môn Quang lượng tử, Bộ môn Vật lý Đại cương và Trung tâm Khoa học Vật liệu (Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN); các phòng thí nghiệm của Viện Khoa học Vật liệu (Viện KH & CN Việt Nam); Viện Khoa học & Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST). Bố cục của luận án: Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, luận án được trình bày trong 4 chương: * Chương 1: Tổng quan. * Chương 2: Các phương pháp chế tạo mẫu và các kỹ thuật phân tích cấu trúc. * Chương 3: Chế tạo và khảo sát bức xạ laser ngẫu nhiên từ các mẫu ZnO dạng viên nén và màng mỏng. *Chương 4: Chế tạo và khảo sát bức xạ laser ngẫu nhiên từ các mẫu ZnO dạng bột. 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tính chất cấu trúc và tính chất quang của ZnO Kẽm ôxít ZnO là một vật liệu có tiềm năng ứng dụng rất lớn đối với các linh kiện quang điện tử hoạt động ở vùng xanh - tím. Để chế tạo các thiết bị quang điện tử hiệu suất cao, cần thiết phải khảo sát các tính chất cấu trúc và các quá trình chuyển trạng thái quang học trong ZnO. Trong mục này trình bày các tính chất cấu trúc, các cơ chế dịch chuyển quang học, nguồn gốc và cơ chế hình thành bức xạ cưỡng bức ở vật liệu bán dẫn nói chung và ở ZnO nói riêng. 1.2. Tổng quan về laser ngẫu nhiên * Giới thiệu về laser ngẫu nhiên Trong suốt một thời gian dài, các tán xạ quang học được xem là gây cản trở cho hoạt động của laser, vì thế cần phải loại bỏ các photon tán xạ từ các mode của buồng cộng hưởng laser truyền thống. Tuy nhiên, trong một môi trường bất trật tự, các tán xạ lại có thể đóng vai trò tích cực trong cả khuếch đại và hoạt động của laser, gọi là laser ngẫu nhiên. Các laser loại này được hình thành một cách ngẫu nhiên theo các tán xạ trong một môi trường bất trật tự. Do đó, các phát xạ laser phát ra từ buồng cộng hưởng này mang tính ngẫu nhiên. * Mô hình lý thuyết của Letokhov về laser ngẫu nhiên Mô hình khuếch tán của các laser ngẫu nhiên được đề xuất vào năm 1967, là mô hình đầu tiên mô tả khả năng khuếch đại của bức xạ trong môi trường tán xạ ngẫu nhiên. 3  ...