Mửc lửc
1
GIẻI THIU TấNG QUAN H THP CHIU V PHìèNG
PHP NGHIN CU
21
1.1
Sỹ lữủng tỷ hoĂ do giÊm kẵch thữợc
1.2
Hm sõng v phờ nông lữủng cừa iằn tỷ trong cĂc cĐu trúc
hằ thĐp chiãu
1.3
1.4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
25
1.2.2
Hằ mởt chiãu
.
.
.
.
.
.
30
1.2.3
Hằ khổng chiãu
.
.
.
.
.
.
.
.
34
1.3.1
Hiằu ựng ởng trong bĂn dăn
1.3.2
Cổng thực Kubo-Mori cho tenxỡ ở dăn
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
41
1.4.1
Hiằu ựng Ơm - iằn tỷ trong bĂn dăn .
.
.
.
.
.
.
.
HIU NG ậNG: HP THệ SNG IN Tỉ YU
BéI
IN
T
GIAM
CM
TRONG
CC
H
THP
CHIU
52
2.1
Vã sỹ hĐp thử sõng iằn tứ trong cĂc hằ bĂn dăn thĐp chiãu
2.2
nh hững hiằu ựng giam cƯm cừa phonon lản sỹ hĐp thử
2.2.2
Trữớng hủp cõ mt tứ trữớng .
.
.
.
.
.
.
.
.
61
.
.
.
Sỹ hĐp thử sõng iằn tứ yáu bi iằn tỷ giam cƯm trong
dƠy lữủng tỷ
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
67
3
2.3.1
.
.
.
.
.
72
.
.
.
HIU NG M- IN T: CậNG HìéNG THAM Sẩ
GIA
PHONON
M
V
PHONON
QUANG
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Biu thực tờng quĂt cho hằ số hĐp thử phonon Ơm trong
cĐu trúc dƠy lữủng tỷ
4.1.1
4.1.2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Gia tông phonon Ơm trong cĐu trúc dƠy lữủng tỷ hẳnh trử
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
105
.
.
.
.
.
109
Gia tông phonon Ơm trong dƠy lữủng tỷ hẳnh trử
vợi hố thá cao vổ hÔn t trong tứ trữớng
90
.
.
.
.
.
113
Gia tông phonon Ơm trong dƠy lữủng tỷ hẳnh trử vợi
hố thá mởt chiãu l parabol mởt chiãu l hẳnh vuổng
trong tứ trữớng .
4.3
.
.
.
.
.
Gia tông phonon cho cĐu hẳnh dƠy lữủng tỷ hẳnh chỳ nhêt
vợi hố thá cao vổ hÔn .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
p2x + p2y
p =
mng mọng.
1.2
.
.
.
.
.
l ởng lữủng trong mt phng cừa
.
.
.
.
.
.
Mổ hẳnh cĐu trúc hố lữủng tỷ.
L
ở rởng hố lữủng tỷ
.
1.5
.
.
.
.
Mổ hẳnh hoĂ hố thá vuổng gõc.
hÔn, ở rởng cừa hố l
2.1
.
CĂc
nông
ữớng
.
.
.
.
.
.
.
25
.
.
.
.
.
27
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
cĂc giĂ tr khĂc
nhau cừa ở rởng hố lữủng tỷ
hủp khổng cõ tứ
trữớng. .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
28
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
G() vo tƯn số cyclotron c cừa
tứ trữớng. Dch chuyn 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . .
ữớng cong phử thuởc cừa G() vo tƯn số cyclotron c cừa
tứ trữớng. Dch chuyn 2 1 . . . . . . . . . . . . . . . .
Sỹ phử thuởc cừa zz () vo nông lữủng sõng iằn tứ vợi
v nhiằt ở cừa hằ.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
71
2.7
zz () vo nông lữủng cừa sõng iằn tứ v
lữủng tỷ. Trữớng hủp n = n = 0;
= = 0.
.
Sỹ
phử
Sỹ
phử
Sỹ
phử
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
= 0.
.
.
zz () vo tƯn số cyclotron c
Trữớng hủp n = n = 0;
= = 0. . . . . .
thuởc cừa zz () vo tƯn số cyclotron c
.
Sỹ phử thuởc cừa
trữớng.
2.10
.
cừa
.
Cõ
.
cừa
.
.
cừa
.
.
cừa
.
Sỹ phử thuởc cừa ngữùng gia tông Eth (kV cm
) vo nhiằt
8 1
ở cừa hằ; R=8nm; = 250T Hz ; q = 1 ì 10 m
.
. . . .
78
Sỹ phử thuởc cừa ngữùng gia tông
87
87
ữớng cong phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo
vectỡ sõng cừa phonon - trữớng hủp hĐp thử mởt photon;
T = 30K, = 10T Hz ;
4.2
DƠy lữủng tỷ hẳnh trử.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
108
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo tƯn số laser
v vectỡ sõng cừa phonon - trữớng hủp hĐp thử mởt photon;
T = 30K ;
4.4
DƠy lữủng tỷ hẳnh trử.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
10T Hz 100T Hz ;
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
.
111
4.6
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo nhiằt ở v
vector sõng cừa phonon - trữớng hủp hĐp thử mởt photon;
= 3.5T Hz ;
4.7
DƠy lữủng tỷ hẳnh trử hố thá parabol.
.
.
.
.
112
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo bĂn kẵnh dƠy
- trữớng hủp hĐp thử mởt photon;
hĐp
.
.
thử
.
.
.
.
.
phonon
.
.
.
Ơm
.
.
.
.
.
113
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo vector sõng
phonon
vợi
= 250T Hz, R = 15nm, T = 77K .
ỗ
th
cho trữớng hủp hĐp thử mởt photon bản trĂi v ỗ th cho
4.10
trữớng hủp hĐp thử nhiãu photon bản phÊi.
DƠy lữủng tỷ
hẳnh trử -cõ tứ trữớng.
.
.
.
.
.
116
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo tƯn số Laser;
R = 17nm; T = 77K ;
ỗ th cho trữớng hủp hĐp thử mởt
photon bản trĂi v ỗ th cho trữớng hủp hĐp thử nhiãu
photon bản phÊi. DƠy lữủng tỷ hẳnh trử -cõ tứ trữớng. .
4.11
.
117
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo vectỡ sõng
phonon;
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
120
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo vectỡ sõng
phonon v tƯn số Laser cho trữớng hủp hĐp thử nhiãu photon. DƠy lữủng tỷ hẳnh trử hố thá mởt chiãu l parabol, mởt
chiãu hẳnh vuổng-cõ tứ trữớng. .
5
121
4.13
Sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử phonon Ơm vo cữớng ở
trữớng laser-hĐp thử nhiãu photon. Sỷ dửng hằ toÔ ở loga(giĂ
tr x trản trửc s tữỡng ựng vợi giĂ tr
thữớng.
trong hằ toÔ ở
DƠy lữủng tỷ hẳnh trử hố thá mởt chiãu l parabol,
mởt chiãu hẳnh vuổng-cõ tứ trữớng.
4.14
10x
.
.
.
.
.
.
.
.
.
DƠy lữủng tỷ hẳnh trử
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
124
Sỹ phử thuởc cừa tốc ở bián ời mêt ở phonon Ơm vo
vectỡ cữớng ở iằn trữớng vợi cĂc giĂ tr khĂc nhau cừa
tƯn số laser. ữớng solid, dashed, dotted lƯn lữủt tữỡng ựng
vợi
6
.
.
.
.
.
.
.
.
125
Danh s¡ch b£ng
2.1
B£ng c¡c thæng sè cì b£n °c tr÷ng cõa d¥y l÷ñng tû h¼nh
trö
4.1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B£ng c¡c thæng sè cõa d¥y l÷ñng tû h¼nh chú nhªt
7
.
1. Lẵ do chồn ã ti
Khi Ưu tứ nhỳng thnh cổng rỹc rù cừa vêt liằu bĂn dăn vo thêp
niản 50, 60 cừa thá k trữợc, cũng vợi sỹ phĂt trin mÔnh m cĂc cổng
nghằ
nuổi
tinh
th
nhữ
epitaxy
chũm
phƠn
tỷ
(MBE:
Molecular
Beam
Epitaxy)[26, 43, 44] hoc kát từa hỡi kim loÔi hõa hỳu cỡ (MOCVD: Metalorganic Chemical Vapor Deposition)[69] ngữới ta  tÔo ra ữủc nhiãu
mổ.
Mởt
trong
nhỳng cổng cử truyãn thống l nghiản cựu phờ tia X (XAFS, EXAFS):
chiáu chũm tia sĂng nông lữủng cao vo vêt liằu v nghiản cựu Ênh nhiạu
xÔ cừa nõ biát ữủc cĂc thổng tin do sỹ tữỡng tĂc cừa vêt liằu vợi tia
X. GƯn Ơy phĂt trin thảm cĂc loÔi kẵnh hin vi Ưu dỏ STM (Scanning
Tunneling Microscopy: kẵnh hin vi Ưu dỏ sỷ dửng hiằu ựng ữớng hƯm),
SEM (Scanning Electron Microscopy: kẵnh hin vi Ưu dỏ iằn tỷ) sỷ dửng
cĂc hiằu ựng lữủng tỷ tinh tá.
cĐu trúc cừa vêt liằu.
CĂc loÔi kẵnh ny cho php "chửp Ênh"
Cõ th nõi rơng, trong hai thêp niản vứa qua cĂc
cĐu trúc tinh th nanổ (mng mọng, siảu mÔng, hố lữủng tỷ, dƠy lữủng
tỷ, chĐm lữủng tỷ,...) Â dƯn thay thá cĂc vêt liằu bĂn dăn khối kinh in.
Trong cĂc cĐu trúc nanổ nhữ vêy, chuyn ởng cừa hÔt dăn b giợi hÔn
nghiảm ngt dồc theo mởt hữợng tồa ở vợi mởt vũng cõ kẵch thữợc c
trững vo cù bêc cừa bữợc sõng De Broglie, cĂc tẵnh chĐt vêt lẵ cừa iằn
tỷ thay ời Ăng k, xuĐt hiằn mởt số tẵnh chĐt mợi khĂc, gồi l hiằu ựng
kẵch thữợc, Ơy cĂc quy luêt cừa cỡ hồc lữủng tỷ bưt Ưu cõ hiằu lỹc,
khi õ c trững cỡ bÊn nhĐt cừa hằ iằn tỷ l phờ nông lữủng b bián
mởt lợp vêt liằu cõ
kẵch thữợc mởt chiãu cù 100nm, hai chiãu kia cõ kẵch thữợc bẳnh thữớng.
Khi ghp cĂc lợp kim loÔi- iằn mổi-bĂn dăn, chúng ta ữủc cĐu trúc MOS
(metal oxide semiconductor).
Ghp hai mng bĂn dăn cõ ở rởng vũng
cĐm khĂc nhau, chúng ta ữủc cĐu trúc d chĐt ỡn (single heterostructure);
náu
chỗng
lản
nhau
nhiãu
mng
nhữ
thá,
chúng
ta
tỷ
-
quantum
wires)
l
cĐu
trúc
vêt liằu
trong õ chuyn ởng cừa iằn tỷ b giợi hÔn theo hai chiãu (kẵch thữợc
cù 100 nm), ch cõ mởt chiãu ữủc chuyn ởng tỹ do (trong mởt số bi
toĂn chiãu ny thữớng ữủc giÊ thiát l vổ hÔn);
ữủc gồi l khẵ iằn tỷ chuân mởt chiãu:
vẳ thá hằ iằn tỷ cỏn
quasi one dimensional electron
gas - Q1DEG. Trản thỹc tá, chúng ta  chá tÔo ữủc khĂ nhiãu dƠy lữủng
11
l hằ bĂn dăn thĐp chiãu trong vi chửc nôm gƯn Ơy  m ra nhỳng tiãm
nông ựng dửng to lợn trong ới sống. Nhớ khÊ nông iãu chnh chi tiát ở
pha tÔp, ở dy lợp,...
cừa vêt liằu, chúng ta cõ th thay ời hố thá giam
cƯm, dăn tợi thay ời mêt ở v cĐu trúc phờ nông lữủng cừa iằn tỷ.
iãu ny dăn án nhiãu tẵnh chĐt mợi lÔ nhữ trong cĂc tẵnh chĐt quang,
tẵnh chĐt ởng (tĂn xÔ vợi phonon, tĂn xÔ vợi tÔp chĐt, tĂn xÔ bã mt,...).
Nhỳng tiãn ã ny bữợc Ưu  tÔo ra nhỳng ựng dửng mợi trong cổng
nghằ nhữ mĂy phĂt laser sỷ dửng hố lữủng tỷ, dƠy lữủng tỷ; mĂy iãu
bián quang hồc sỷ dửng cĂc cĐu trúc nipi, hố lữủng tỷ; transistor HEMT
(high electron mobility transistor).
Ơy mợi ch l mởt vi trong nhỳng
ựng dửng ban Ưu do sỹ giam cƯm lữủng tỷ (quantum confinement) mang
lÔi, chừ yáu mợi ữủc ựng dửng hằ hai chiãu.
Hằ mởt chiãu v khổng
chiãu th hiằn nhỳng tẵnh chĐt do sỹ giam cƯm lữủng tỷ mang lÔi mÔnh
hỡn, hựa hàn nhỳng tiãm nông ựng dửng khổng lữớng trữợc ữủc.
Ơy
l mởt trong nhỳng nguyản nhƠn quan trồng dăn tợi sỹ quan tƠm c biằt
cừa cĂc nh Vêt lẵ cÊ lẵ thuyát lăn thỹc nghiằm ối vợi cĂc cĐu trúc thĐp
chiãu.
Mởt số hiằu ựng ởng
v Ơm- iằn tỷ trong cĂc hằ iằn tỷ thĐp chiãu.
2. Mửc ẵch, ối tữủng v phÔm vi nghiản cựu cừa luên Ăn
Luên Ăn khổng cõ ỵ nh ã cêp án tĐt cÊ cĂc cĐu trúc hằ thĐp chiãu
nõi trản m quan tƠm nghiản cựu mởt số hiằu ựng ởng v Ơm- iằn tỷ
trong cĂc cĐu trúc hố lữủng tỷ (hằ iằn tỷ chuân hai chiãu) v dƠy lữủng
tỷ (hằ iằn tỷ chuân mởt chiãu), õ l cĂc cĐu trúc hằ thĐp chiãu ang
thu hút ữủc sỹ chú ỵ nhiãu nhĐt hiằn nay.
Trong õ cĂc vĐn ã vã Ênh
hững cừa cĐu trúc vêt liằu hoc cĂc bực xÔ kẵch thẵch tứ bản ngoi án
cĂc quĂ trẳnh vêt lỵ xây ra trong cĂc cĐu trúc nảu trản ữủc quan tƠm
xem xt. Cử th, luên Ăn têp trung nghiản cựu lỵ thuyát vã hằ số hĐp thử
sõng iằn tứ yáu bi iằn tỷ giam cƯm trong cĂc cĐu trúc hố lữủng tỷ v
cĐu hẳnh dƠy lữủng tỷ; vã hiằn tữủng tữỡng tĂc v bián ời tham số giỳa
phonon Ơm v phonon quang trong cĐu hẳnh dƠy lữủng tỷ; vã hằ số gia
tông phonon dữợi Ênh hững cừa trữớng bực xÔ laser trong dƠy lữủng tỷ
vợi cĂc cĐu hẳnh dƠy lữủng tỷ khĂc nhau.
Luên Ăn cụng dnh mởt phƯn thẵch Ăng cho tẵnh toĂn v khÊo sĂt
số trản mĂy tẵnh phƠn tẵch Ênh hững cừa cĐu trúc cụng nhữ cừa cĂc
kẵch thẵch bản ngoi án cĂc hiằu ựng nõi trản.
Ơy l cĂc bi toĂn thu
hút sỹ quan tƠm cừa nhiãu tĂc giÊ [8, 9, 11, 16, 17, 18, 59, 62, 63] vẳ nõ
lƯn thự hai) giÊi cĂc bi toĂn nghiản cựu vã sỹ gia tông mêt ở phonon,
cởng hững tham số giỳa phonon Ơm v phonon quang trong cĂc cĐu hẳnh
dƠy lữủng tỷ; phữỡng phĂp Kubo-Mori nghiản cựu bi toĂn hĐp thử
sõng iằn tứ - mởt trong nhỳng tẵnh chĐt quang tiảu biu trong cĂc cĐu
trúc hằ thĐp chiãu (hố lữủng tỷ, dƠy lữủng tỷ).
Phữỡng phĂp ny dỹa
trản cổng thực Kubo cho tenxỡ ở dăn cao tƯn [49] v php chiáu toĂn
tỷ cừa Mori [51] v ữủc nhõm tĂc giÊ G. M. Shmelev, Nguyen Quang
Bau Ăp dửng, phĂt trin v tờng quĂt hõa cho cÊ trữớng hủp cõ thảm tứ
trữớng lữủng tỷ v trữớng bực xÔ Laser [55, 84]. Xt vã nhiãu khẵa cÔnh,
phữỡng phĂp Kubo-Mori  tọ ra cõ nhiãu ữu im hỡn cĂc phữỡng phĂp
khĂc trong viằc giÊi bi toĂn nghiản cựu vã sỹ hĐp thử sõng iằn tứ trong
cĂc hằ iằn tỷ thĐp chiãu ữủc t ra trong luên Ăn.
Nhữ Â biát, viằc giam giỳ iằn tỷ trong cĂc hố thá nông [52, 53, 74,
103, 104] dăn án cĂc phÊn ựng cừa hằ iằn tỷ dữợi tĂc ởng cừa cĂc kẵch
thẵch bản ngoi (trữớng iằn tứ ngoi, cĂc sõng iằn tứ,...)
biằt so vợi hằ iằn tỷ 3 chiãu thổng thữớng.
14
xây ra khĂc
CĂc hiằn tữủng nhữ viằc
chưn iằn tẵch, cĂc hiằu ựng tiáp xúc,...v cĂc hiằn tữủng liản quan án
viằc chưn iằn tẵch cụng thay ời vã bÊn chĐt [91, 104]. Bi toĂn xĂc nh
v giÊ
thiát phonon khổng phƠn cỹc (phonon khối).
Liản quan án phƯn ny trong luên Ăn, vợi viằc sỷ dửng phữỡng phĂp
Kubo-Mori, chúng tổi tiáp nối bi toĂn xĂc nh hằ số hĐp thử sõng iằn
tứ yáu cừa iằn tỷ giam cƯm trong hố lữủng tỷ, cõ k án hiằu ựng giam
cƯm cừa phonon, vợi giÊ thiát cỡ chá tĂn xÔ iằn tỷ - phonon quang l
chừ yáu. PhƠn tẵch sỹ phử thuởc cừa hằ số hĐp thử vo tƯn số
iằn tứ v ở rởng
L
cừa hố lữủng tỷ.
cừa sõng
Tiáp theo chúng tổi xƠy dỹng lỵ
thuyát hĐp thử sõng iằn tứ yáu bi iằn tỷ giam cƯm trong dƠy lữủng tỷ
v vợi giÊ thiát cỡ chá tĂn xÔ iằn tỷ-phonon Ơm l chừ yáu cho trữớng
hủp khổng cõ tứ trữớng v cỡ chá tĂn iằn tỷ-phonon quang l chừ yáu
khi cõ xt án Ênh hững cừa tứ trữớng lản hiằu ựng.
Hiằu ựng gia tông phonon Ơm dữợi Ênh hững cừa trữớng bực xÔ
laser l mởt ã ti ữủc nghiản cựu rởng rÂi. CĂc kát quÊ chẵnh ữủc rút
giÊi
quyát
cho
hố
lữủng
tỷ
(hằ
khẵ
Trong
iằn
tỷ
Peiji Zhao [72] Â sỷ dửng nhỳng php gƯn úng khĂ
thổ xt cho hố lữủng tỷ tÔo bi vêt liằu phƠn cỹc GaAs:
kTB q 2
2m ,
2
quĂ trẳnh hĐp thử mởt photon (khi trữớng bực
xÔ laser yáu) v quĂ trẳnh hĐp thử nhiãu photon (khi trữớng bực xÔ laser
bĐt ký) ữủc xt án.
Trong mội trữớng hủp,
chúng tổi ãu thu ữủc
biu thực giÊi tẵch cho hằ số hĐp thử phonon Ơm, iãu kiằn xung lữủng
cho
iằn
tỷ
v
iãu
kiằn
xÊy
ra
sỹ
cĂc
kẵnh
hin
vi
STM
hay
SEM.
Lữu
ỵ
rơng
Ơy
l
cổng
trẳnh Ưu tiản giÊi quyát lỵ thuyát hiằu ựng ny cho dƠy lữủng tỷ (hằ
khẵ iằn tỷ chuân mởt chiãu), v lƯn Ưu tiản ữa ra ữủc mổ hẳnh tờng
quĂt cho cĂc cĐu hẳnh dƠy lữủng tỷ (cĂc cổng trẳnh trữợc Ơy ch xt cho
cựu
lỵ
thuyát cởng hững tham số giỳa phonon Ơm v phonon quang trong dƠy
lữủng tỷ, Ănh giĂ trữớng ngữùng gia tông v phƠn tẵch iãu kiằn xây ra
cởng hững tham số giỳa phonon Ơm v phonon quang trong dƠy lữủng tỷ.
4. ị nghắa khoa hồc v thỹc tiạn cừa luên Ăn
Nhỳng kát quÊ chẵnh cừa luên Ăn  gõp phƯn hon thiằn vã lỵ thuyát
hĐp thử sõng iằn tứ biản ở yáu trong cĂc hố lữủng tỷ v bữợc Ưu xƠy
dỹng lỵ thuyát hĐp thử sõng iằn tứ biản ở yáu trong cĐu trúc dƠy lữủng
tỷ, gõp phƯn hon thiằn vã lỵ thuyát gia tông phonon trong cĐu trúc dƠy
lữủng tỷ, gõp phƯn hiu sƠu sưc hỡn bực tranh vêt lỵ vã cởng hững tham
số v iãu kiằn xây ra cởng hững tham số giỳa phonon Ơm v phonon
quang trong dƠy lữủng tỷ. M rởng cĂc bi toĂn trản khi xt tợi kẵch thẵch
cừa trữớng ngoi(tứ trữớng,...). Cho php thu nhên ữủc nhiãu thổng tin
quỵ bĂu vã cĂc tẵnh chĐt mợi cừa vêt liằu, c biằt l vã cĂc thổng số c
trững cho cĐu trúc vêt liằu thĐp chiãu.
5. CĐu trúc cừa luên Ăn
Nhỳng kát quÊ m tĂc giÊ thu ữủc ữủc trẳnh by trong luên Ăn,
bố cửc nhữ sau: ngoi phƯn m Ưu, kát luên, ti liằu tham khÊo, phử lửc
luên Ăn cõ 04 chữỡng, 14 mửc.
Trong õ cõ 05 hẳnh v, 30 ỗ th, 112 ti
liằu tham khÊo, tờng cởng 172 trang.
dửng giÊi bi toĂn liản quan án hĐp thử sõng iằn tứ yáu bi iằn tỷ
giam cƯm trong dƠy lữủng tỷ trong chữỡng 2.
Mửc (1.4), bơng phữỡng
phĂp phữỡng trẳnh ởng lữủng tỷ chúng tổi xƠy dỹng cĂc phữỡng trẳnh
ởng lữủng tỷ cho hằ tữỡng tĂc iằn tỷ-phonon v ữủc sỷ dửng giÊi
cĂc bi toĂn vã tữỡng tĂc v bián ời tham số giỳa phonon Ơm -phonon
quang trong cĐu trúc dƠy lữủng tỷ trong chữỡng 3 v bi toĂn vã sỹ gia
tông phonon trong cĂc cĐu trúc dƠy lữủng tỷ trong chữỡng 4.
Chữỡng 2 dnh cho viằc nghiản cựu cĂc tẵnh chĐt quang trong cĂc
cĐu trúc hằ iằn tỷ thĐp chiãu.
Mửc (2.1) trẳnh by vã sỹ hĐp thử sõng
iằn tứ trong cĂc hằ bĂn dăn thĐp chiãu.
Mửc (2.2),
sỷ dửng cĂc biu
thực cho phờ nông lữủng v hm sõng cừa iằn tỷ trong hố lữủng tỷ Â
xt trong mửc (1.2), chúng tổi xƠy dỹng toĂn tỷ Hamiltonian cho hằ iằn
tỷ -phonon trong hố lữủng tỷ vợi cỡ chá tĂn xÔ iằn tỷ - phonon quang
v cõ xt án hiằu ựng giam cƯm phonon.
Dỹa trản toĂn tỷ Hamiltonian
ny, cĂc thnh phƯn cừa tenxỡ ở dăn cao tƯn v hằ số hĐp thử sõng iằn
thử phonon Ơm trong cĐu trúc dƠy lữủng tỷ trong õ xt cho hai trữớng
hủp:
quĂ trẳnh hĐp thử mởt photon (trữớng laser yáu) v quĂ trẳnh hĐp
thử nhiãu photon (trữớng laser bĐt ký).
Mửc (4.2) v (4.3) nghiản cựu lỵ
thuyát sỹ gia tông phonon trong cĂc cĐu trúc dƠy lữủng tỷ. CĂc cĐu hẳnh
dƠy lữủng tỷ ữủc xt Ơy gỗm cõ dƠy lữủng tỷ hẳnh trử, dƠy lữủng
tỷ hẳnh chỳ nhêt vợi cĂc loÔi hố thá cao vổ hÔn khĂc nhau nhữ:
hố thá
hẳnh trử, hố thá hẳnh parabol bĐt ối xựng, v hố thá mởt chiãu l parabol
mởt chiãu l hẳnh vuổng. CĂc cĐu hẳnh dƠy lữủng tỷ ữủc xt án ãu l
nhỳng cĐu hẳnh tiảu biu thữớng ữủc sỷ dửng trong cĂc nghiản cựu lỵ
thuyát, hoc vẳ thuên lủi vã mt toĂn hồc, hoc vẳ xuĐt phĂt tứ yảu cƯu
thỹc nghiằm.
TĐt cÊ cĂc kát quÊ ãu ữủc tẵnh toĂn số v v ỗ th cho
dƠy GaAs ối vợi trữớng hủp hĐp thử mởt photon.
Bi toĂn ữủc xem
xt chừ yáu cho cỡ chá tĂn xÔ iằn tỷ - phonon Ơm ữủc coi l trởi.
Kát
19
Journal
of
Science,
Mathematics-
Physics.
•
01 b i «ng trong Proceedings of The Ninth Asia Pacific Physics
conference (9th APPC).
•
01 b i b¡o «ng trong Journal of Science Hanoi University of edu-
cation, Series natural sciences.
•
01
GIẻI THIU TấNG QUAN H
THP CHIU V PHìèNG
PHP NGHIN CU
1.1
Sỹ lữủng tỷ hoĂ do giÊm kẵch thữợc
Trong cĂc cĐu trúc bĂn dăn, khi chuyn ởng cừa hÔt dăn b giợi hÔn
nghiảm ngt dồc theo mởt toÔ ở vợi mởt vũng rĐt hàp khổng quĂ vi trôm
Ao
v náu chiãu rởng ny so sĂnh ữủc vợi chiãu di bữợc sõng De Broglie
cừa hÔt dăn thẳ, mởt loÔt cĂc hiằu ựng vêt lẵ mợi ữủc gồi l hiằu ựng kẵch
thữợc xuĐt hiằn, lm bián ời hƯu hát tẵnh chĐt iằn tỷ cừa hằ v m ra khÊ
nông ựng dửng cho cĂc linh kiằn lm viằc theo cĂc nguyản lẵ hon ton mợi.
Xt vẵ dử, tẵnh chĐt cừa iằn tỷ trong vũng dăn (gồi l iằn tỷ dăn)
trong mởt mng mọng vợi chiãu dy
a.
Vêt liằu cừa mng (kim loÔi hoc
bĂn dăn) õng vai trỏ hố lữủng tỷ ối vợi iằn tỷ vợi chiãu rởng
sƠu cõ giĂ tr bơng cổng thoĂt
khoÊng
l hơng số Boltzmann;
T
l
nhiằt ở cừa hằ) cừa hÔt dăn vi ba bêc, hố lữủng tỷ trong vẵ dử ang
xt cõ th ữủc coi l sƠu vổ hÔn (Hẳnh 1.1). Hm sõng cừa iằn tỷ trong
21
Hẳnh 1.1: Phờ nông lữủng cừa mng mọng lữủng tỷ hõa do giÊm kẵch thữợc;
p=
p2x + p2y
l ởng lữủng trong mt phng cừa mng mọng.
trữớng hủp ny cho cĂc trÔng thĂi
En
n (z) =
ữủc xĂc nh bi biu thực:
2
En
ma2
.
(1.3)
Nhữ vêy, ta thĐy biu thực (1.2) chẵnh l trữớng hủp riảng cừa biu
thực (1.3).
Kát luên vã sỹ lữủng tỷ hoĂ nông lữủng, cụng nhữ biu thực cho
En
nảu trản ch c trững cho chuyn ởng dồc theo phữỡng phĂp tuyán
22
vợi mt phng cừa hố thá nông (dồc theo toÔ ở trửc
trong mt phng
xy
0z ).
py
(1.4)
l cĂc thnh phƯn ởng lữủng tữỡng ựng.
Sỹ bián ời phờ
nông lữủng nhữ vêy gƠy ra nhỳng khĂc biằt Ăng k trong tĐt cÊ tẵnh
chĐt iằn tỷ cừa hằ so vợi cĂc mău khối.
liản tửc cừa phờ nông lữủng
En
nông lữủng
p2x +p2y
2m
Lữu ỵ rơng do cõ thnh phƯn
cĂc iằn tỷ thuởc vã cũng mởt mực
cõ th cõ giĂ tr nông lữủng bĐt kẳ trong khoÊng tứ
tợi vổ cỹc (hẳnh 1.1).
TĐt cÊ cĂc trÔng thĂi cõ cũng giĂ tr
n
Ef ,
iãu kiằn sau cƯn cõ:
E2 > E f > E 1 .
(1.6)
Trong trữớng hủp giợi hÔn ngữủc lÔi, khi
tưc
cõ
th
quan
sĂt
ữủc
hiằu
ựng
lữủng
tỷ
những biản ở tữỡng ối thu ữủc rĐt nhọ.
khĂc cừa hÔt dăn - ở linh ởng cừa hÔt dăn
,
à=
e
m .
Thới gian phửc hỗi
ữủc nh nghắa l thới gian sống trung bẳnh cừa hÔt dăn trÔng thĂi
lữủng tỷ vợi bở cĂc số lữủng tỷ xĂc nh  cho
lẵ bĐt nh, giĂ tr hỳu hÔn cừa
(n, px , py ).
Theo nguyản
gƠy ra trong viằc xĂc nh giĂ tr nông
lữủng trÔng thĂi  cho sai số vo cù
E
.
do giÊm kẵch thữợc t lằ vợi
1
a2 ,
do õ: quan sĂt cĂc hiằu ựng lữủng tỷ
hoĂ do giÊm kẵch thữợc ỏi họi mng mọng cõ chiãu dy nhọ, nhiằt ở ừ
thĐp, ở linh ởng hÔt dăn cao v mêt ở hÔt dăn ừ thĐp[2, 3, 6].
Ngoi ra, cỏn phÊi thoÊ mÂn thảm mởt iãu kiằn cừa hiằu ựng lữủng
tỷ hoĂ do giÊm kẵch thữợc, õ l chĐt lữủng bã mt cao. Sỹ phÊn xÔ cừa
hÔt dăn tÔi bã mt cừa mng mọng phÊi gƯn nhữ l phÊn xÔ gữỡng, hay
nõi cĂch khĂc, thnh phƯn ởng lữủng cừa hÔt dăn song song vợi bã mt
phÊi ữủc bÊo ton trong phÊn xÔ.
Êm bÊo hÔt dăn phÊn xÔ gữỡng
trản bã mt mng mọng, chiãu di bữợc sõng De Broglie
D
cừa chúng
phÊi lợn hỡn kẵch thữợc c trững cừa ở gỗ ghã, c im m bĐt kẳ bã
mt no cụng khõ trĂnh khọi.
Ngoi ra, bã mt cừa mng mọng khổng
ữủc chựa mêt ở cao cĂc tƠm tẵch iằn, nguyản nhƠn gƠy thảm cĂc tĂn
(c) ối vợi hố lữủng tỷ.
1.
CĂc iằn tỷ trong bĂn dăn vũng cĐm hàp s b phÊn xÔ khi chúng
án d tiáp xúc tứ bản phÊi, vẳ thá chúng b giam giỳ trong lợp bĂn dăn
vũng cĐm hàp (mổ tÊ trản hẳnh (1.2a). CĂc iằn tỷ trong bĂn dăn cõ vũng
25
Copyright: Tài liệu đại học ©