Nghiên cứu hiệu ứng động trong các hệ bán dẫn thấp chiều khi có sóng điện từ mạnh

• Tác giả: Nguyễn Đình Nam
• Người hướng dẫn: Gs. Nguyễn Quang Báu
• Trường học: Trường đại học khoa học tự nhiên
• Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán
• Đề tài: Nghiên cứu một số hiệu ứng động trong các hệ bán dẫn thấp chiều khi có mặt của sóng điện từ mạnh (bức xạ laser)
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ HỆ BÁN DẪN THẤP CHIỀU VÀ LÝ THUYẾT LƢỢNG TỬ VỀ MỘT SỐ HIỆU ỨNG ĐỘNG TRONG BÁN DẪN KHỐI KHI CÓ MẶT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH ( BỨC XẠ LASER)
• 1.1. Tổng quan về một số hệ bán dẫn thấp chiều
• 1.2. Phổ năng lƣợng và hàm sóng của điện tử trong hố lƣợng tử
• 1.3. Phổ năng lƣợng và hàm sóng của điện tử trong siêu mạng hợp phần
• 1.4. Phổ năng lƣợng và hàm sóng của điện tử trong siêu mạng pha tạp
• 1.5. Phƣơng pháp phƣơng trình động lƣợng tử và lý thuyết lƣợng tử về một số hiệu ứng động trong bán dẫn khối
• 1.6. Phƣơng pháp phƣơng trình động lƣợng tử và lý thuyết lƣợng tử về hiệu ứng từ trở trong bán dẫn khối
• 1.7. Phƣơng pháp phƣơng trình động lƣợng tử và lý thuyết lƣợng tử về hiệu ứng Hall trong bán dẫn khối
• 1.8. Phƣơng pháp phƣơng trình động lƣợng tử và lý thuyết lƣợng tử về hiệu ứng âm-điện-từ trong bán dẫn khối
• 2. CHƯƠNG 2: TỪ TRỞ TRONG CÁC BÁN DẪN THẤP CHIỀU KHI CÓ MẶT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH (BỨC XẠ LASER)
• 2.1. Từ trở trong hố lƣợng tử với hố thế parabol khi có mặt của sóng điện từ mạnh (bức xạ laser)
• 2.2. Biểu thức từ trở trong hố lƣợng tử với hố thế parabol
• 2.3. Kết quả tính số và thảo luận
• 2.4. Từ trở trong siêu mạng hợp phần khi có mặt của sóng điện từ mạnh (bức xạ laser)
• 2.5. Biểu thức từ trở trong siêu mạng hợp phần
• 2.6. Kết quả tính số và thảo luận
• 2.7. Từ trở trong siêu mạng pha tạp khi có mặt của sóng điện từ mạnh (bức xạ laser)
• 2.8. Biểu thức của từ trở trong siêu mạng pha tạp
• 2.9. Kết quả tính số và thảo luận
• 2.10. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆU ỨNG HALL TRONG CÁC BÁN DẪN THẤP CHIỀU KHI CÓ MẶT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH (BỨC XẠ LASER)
• 3.1. Biểu thức hệ số Hall trong siêu mạng hợp phần khi có mặt của sóng điện từ mạnh
• 3.2. Tƣơng tác điện tử - phonon âm
• 3.3. Tƣơng tác điện tử - phonon quang
• 3.4. Kết quả tính số và thảo luận
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: HIỆU ỨNG ÂM-ĐIỆN-TỪ TRONG CÁC BÁN DẪN THẤP CHIỀU KHI CÓ MẶT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ MẠNH (BỨC XẠ LASER)
• 4.1. Biểu thức trƣờng âm-điện-từ trong siêu mạng pha tạp khi có mặt của sóng điện từ mạnh (bức xạ laser)
• 4.2. Kết quả tính số và thảo luận
• 4.3. Kết luận chương 4
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu hiệu ứng động trong hệ bán dẫn thấp chiều

Nghiên cứu về hiệu ứng động trong bán dẫn thấp chiều đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong vật lý hiện đại. Các hệ bán dẫn này, như hố lƣợng tử và siêu mạng, có những tính chất vật lý độc đáo do sự hạn chế về kích thước và tương tác với sóng điện từ mạnh. Việc hiểu rõ các hiệu ứng này không chỉ giúp phát triển công nghệ mới mà còn mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu lý thuyết.

1.1. Đặc điểm của hệ bán dẫn thấp chiều

Hệ bán dẫn thấp chiều có những đặc điểm nổi bật như sự giam giữ điện tử và sự thay đổi của phổ năng lượng. Các cấu trúc này cho phép điện tử chỉ chuyển động tự do theo hai chiều, dẫn đến sự xuất hiện của các hiệu ứng mới như hiệu ứng giảm kích thước.

1.2. Tác động của sóng điện từ mạnh

Sóng điện từ mạnh, đặc biệt là bức xạ laser, có thể làm thay đổi đáng kể các tính chất điện từ của hệ bán dẫn. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các hiệu ứng động như từ trở và hiệu ứng Hall dưới tác động của sóng điện từ.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hiệu ứng động

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về hiệu ứng động trong bán dẫn, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Các hiệu ứng như từ trở và hiệu ứng Hall trong các hệ bán dẫn thấp chiều chưa được nghiên cứu đầy đủ, đặc biệt là dưới tác động của sóng điện từ mạnh.

2.1. Thiếu hụt dữ liệu nghiên cứu

Nhiều nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào các hệ bán dẫn khối mà không xem xét đến các hệ bán dẫn thấp chiều. Điều này dẫn đến việc thiếu hụt dữ liệu và lý thuyết cho các hiệu ứng động trong các hệ này.

2.2. Khó khăn trong mô hình hóa

Việc mô hình hóa các hiệu ứng động trong bán dẫn thấp chiều dưới tác động của sóng điện từ mạnh là một thách thức lớn. Các phương pháp hiện tại cần được cải tiến để có thể mô tả chính xác hơn các hiện tượng này.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu ứng động trong bán dẫn

Để nghiên cứu các hiệu ứng động trong hệ bán dẫn thấp chiều, nhiều phương pháp lý thuyết đã được áp dụng. Phương pháp phương trình động lượng tử là một trong những phương pháp hiệu quả nhất trong việc phân tích các hiệu ứng này.

3.1. Phương pháp phương trình động lượng tử

Phương pháp này cho phép mô tả chính xác các tương tác giữa điện tử và phonon trong các hệ bán dẫn thấp chiều. Nó giúp xác định các biểu thức cho từ trở và hệ số Hall trong các điều kiện khác nhau.

3.2. Sử dụng phần mềm tính toán

Phần mềm tính toán như Matlab được sử dụng để mô phỏng và phân tích các kết quả lý thuyết. Việc này giúp so sánh các kết quả thu được với các nghiên cứu thực nghiệm trước đó.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự có mặt của sóng điện từ mạnh làm thay đổi đáng kể các hiệu ứng động trong hệ bán dẫn thấp chiều. Những phát hiện này có thể được ứng dụng trong việc phát triển các thiết bị điện tử mới.

4.1. Kết quả từ trở trong hố lƣợng tử

Nghiên cứu cho thấy từ trở trong hố lƣợng tử có sự thay đổi rõ rệt khi có mặt của sóng điện từ mạnh. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các linh kiện điện tử siêu nhỏ.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ quang điện tử

Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc phát triển các thiết bị quang điện tử thế hệ mới, giúp cải thiện hiệu suất và tính năng của các sản phẩm công nghệ cao.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về hiệu ứng động trong hệ bán dẫn thấp chiều dưới tác động của sóng điện từ mạnh đã mở ra nhiều hướng đi mới cho nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng thực tiễn. Các kết quả thu được không chỉ làm phong phú thêm kiến thức về vật lý bán dẫn mà còn có thể dẫn đến những phát triển công nghệ đột phá trong tương lai.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng sóng điện từ mạnh có ảnh hưởng lớn đến các hiệu ứng động trong bán dẫn thấp chiều, từ đó mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu mới.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các hiệu ứng động trong các hệ bán dẫn khác nhau và tìm hiểu thêm về các ứng dụng tiềm năng trong công nghệ hiện đại.