I. Nghiên cứu tính chất quang học của cấu trúc nano bán dẫn
Luận án tiến sĩ của Dương Đình Phước tập trung vào nghiên cứu tính chất quang học của các cấu trúc nano bán dẫn, đặc biệt là dây lượng tử hình trụ tròn. Các tính chất quang học được khảo sát bao gồm hiệu ứng Stark quang học của exciton, hiện tượng phách lượng tử và kết cặp LO phonon-plasmon. Những hiện tượng này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các thiết bị quang điện tử hiện đại. Luận án sử dụng phương pháp hình thức luận hàm sóng tái chuẩn hóa và lý thuyết hàm điện môi để phân tích các hiệu ứng vật lý trong cấu trúc nano bán dẫn.
1.1. Hiệu ứng Stark quang học của exciton
Hiệu ứng Stark quang học của exciton được nghiên cứu trong mô hình hệ ba mức của dây lượng tử hình trụ tròn. Khi có tác dụng của laser bơm, phổ hấp thụ quang liên vùng bị tách thành các vạch riêng biệt, thể hiện rõ tính chất quang học của cấu trúc. Luận án chỉ ra rằng điện trường ngoài và bán kính dây lượng tử ảnh hưởng đáng kể đến sự tách vạch và dịch chuyển Stark quang. Những kết quả này có tiềm năng ứng dụng trong việc chế tạo các công tắc quang cho máy tính lượng tử.
1.2. Hiện tượng phách lượng tử của exciton
Hiện tượng phách lượng tử của exciton được khảo sát trong dây lượng tử hình trụ tròn. Khi có laser bơm cộng hưởng, cường độ hấp thụ của exciton dao động theo thời gian, thể hiện tính chất quang học độc đáo. Luận án phân tích ảnh hưởng của điện trường ngoài và bán kính dây lượng tử lên chu kì và biên độ của phách lượng tử. Những kết quả này có thể được ứng dụng trong việc phát triển các transistor quang điện lai và thiết bị tính toán lượng tử.
II. Cấu trúc nano bán dẫn và ứng dụng
Luận án tập trung vào cấu trúc nano bán dẫn, đặc biệt là dây lượng tử hình trụ tròn và các lớp màng mỏng bán dẫn. Các cấu trúc nano này sở hữu nhiều tính chất vật lý đặc biệt do hiệu ứng giam giữ lượng tử, làm thay đổi phổ năng lượng và hàm sóng của các hạt tải. Những tính chất quang học của các cấu trúc này có tiềm năng ứng dụng lớn trong các lĩnh vực như y học, quân sự và thông tin liên lạc.
2.1. Dây lượng tử hình trụ tròn
Dây lượng tử hình trụ tròn được nghiên cứu chi tiết trong luận án. Các tính chất quang học của dây lượng tử được khảo sát thông qua hiệu ứng Stark quang học và hiện tượng phách lượng tử. Luận án chỉ ra rằng bán kính dây lượng tử ảnh hưởng mạnh đến phổ hấp thụ quang và chu kì phách lượng tử. Những kết quả này cung cấp thông tin hữu ích cho việc thiết kế các thiết bị quang điện tử hiệu suất cao.
2.2. Lớp màng mỏng bán dẫn
Luận án cũng nghiên cứu hiện tượng kết cặp LO phonon-plasmon trong các lớp màng mỏng bán dẫn. Các tính chất quang học của các mode kết cặp này được khảo sát thông qua lý thuyết hàm điện môi. Luận án chỉ ra rằng mật độ electron và kích thước cấu trúc ảnh hưởng đáng kể đến tần số và hành vi của các mode kết cặp. Những kết quả này có tiềm năng ứng dụng trong việc phát triển các nguồn phát xạ TeraHertz ổn định.
III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Luận án của Dương Đình Phước có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu nano và quang học bán dẫn. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra sự tồn tại và tính chất quang học của các hiệu ứng vật lý trong cấu trúc nano bán dẫn, cung cấp cơ sở lý thuyết cho các nghiên cứu thực nghiệm trong tương lai. Những ứng dụng tiềm năng của các kết quả nghiên cứu bao gồm việc phát triển các thiết bị quang điện tử hiện đại, máy tính lượng tử và hệ thống truyền thông tốc độ cao.
3.1. Ứng dụng trong công nghệ quang điện tử
Các tính chất quang học của cấu trúc nano bán dẫn được nghiên cứu trong luận án có tiềm năng ứng dụng lớn trong việc chế tạo các thiết bị quang điện tử hiệu suất cao. Ví dụ, hiệu ứng Stark quang học có thể được sử dụng để thiết kế các công tắc quang, trong khi hiện tượng phách lượng tử có thể ứng dụng trong các transistor quang điện lai.
3.2. Ứng dụng trong truyền thông TeraHertz
Hiện tượng kết cặp LO phonon-plasmon trong các lớp màng mỏng bán dẫn có tiềm năng ứng dụng trong việc phát triển các nguồn phát xạ TeraHertz ổn định. Những kết quả nghiên cứu trong luận án cung cấp thông tin hữu ích cho việc thiết kế các hệ thống truyền thông tốc độ cao trong tương lai.
