ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

HOÀNG THỊ HƢỜNG

ẢNH HƢỞNG CỦA PHONON GIAM CẦM LÊN
HIỆU ỨNG RADIO ĐIỆN TRONG DÂY LƢỢNG TỬ
HÌNH TRỤ VỚI THẾ CAO VÔ HẠN
(CƠ CHẾ TÁN XẠ ĐIỆN TỬ-PHONON QUANG)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

HOÀNG THỊ HƢỜNG

ẢNH HƢỞNG CỦA PHONON GIAM CẦM LÊN
HIỆU ỨNG RADIO ĐIỆN TRONG DÂY LƢỢNG TỬ
HÌNH TRỤ VỚI THẾ CAO VÔ HẠN
(CƠ CHẾ TÁN XẠ ĐIỆN TỬ-PHONON QUANG)

Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán
Mã số

: 60440103

trường âm điện, hiệu ứng Hall, hiệu ứng radio điện… sẽ cho các kết quả mới, khác
biệt so với trường hợp bán dẫn khối [3, 8-12].
Dưới ảnh hưởng của trường điện từ mạnh cao tần, cùng sự tương tác của điện
tử và phonon, trong bán dẫn khối cũng như các hệ thấp chiều xuất hiện các hiệu ứng
vật lý thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học. Một trong các hiệu
ứng vật lý được nghiên cứu đó là hiệu ứng radio điện. Hiệu ứng radio - điện trong
bán dẫn khối đã được nghiên cứu trong những năm 80 của thế kỷ trước. Hiệu ứng
radio – điện trong hệ hai chiều được nghiên cứu gần đây trong [4 - 5, 8]. Những đặc
tính của hiệu ứng radio điện trong hệ một chiều, đặc biệt là với sự có mặt của
trường laser đã được nghiên cứu [7]. Tuy nhiên, bài toán nghiên cứu về hiệu ứng
radio điện có kể đến ảnh hưởng của phonon giam cầm trong dây lượng tử hình trụ
với thế cao vô hạn (cơ chế tán xạ điện tử- phonon quang) vẫn còn đang bỏ ngỏ.Vì
1


vậy, trong luận văn này tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu là: “Ảnh hưởng của phonon
giam cầm lên hiệu ứng radio điện trong dây lượng tử hình trụ với thế cao vô hạn
(cơ chế tán xạ điện tử-phonon quang)”.
2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để tìm được lời giải cho bài toán về hiệu ứng radio-điện trong dây lượng tử
hình trụ (trường hợp tán xạ điện tử-phonon quang), ta có thể áp dụng nhiều phương
pháp lý thuyết khác nhau như lý thuyết nhiễu loạn, lý thuyết hàm Green, phương
pháp tích phân phiến hàm, phương trình động lượng tử… Mỗi phương pháp đều có
những ưu nhược điểm của nó, nên việc sử dụng phương pháp nào tốt hơn chỉ có thể
được đánh giá tùy vào từng bài toán cụ thể.
Trong luận văn của mình, tôi đã sử dụng:
- Phương pháp phương trình động lượng tử để thu nhận biểu thức giải tích của
trường radio - điện E0 trong dây lượng tử hình trụ với thế cao vô hạn (cơ chế tán xạ
điện tử - phonon quang). Đây là phương pháp được sử dụng nhiều và có những ưu
việt khi nghiên cứu các vật liệu bán dẫn thấp chiều.

1.1.

Dây lƣợng tử.

1.1.1. Khái niệm về dây lượng tử.
Dây lượng tử (quantum wires) là cấu trúc vật liệu thấp chiều trong đó
chuyển động của điện tử bị giới hạn theo hai chiều (kích thước cỡ 100 nm), chỉ có
một chiều được chuyển động tự do (trong một số bài toán chiều này thường được
gọi là vô hạn); vì thế hệ điện tử còn được gọi là khí điện tử chuẩn một chiều. Trên
thực tế chúng ta đã chế tạo được khá nhiều dây lượng tử có các tính chất khá tốt.
Dây lượng tử có thể được chế tạo nhờ phương pháp eptaxy MBE, hoặc kết tủa hóa
hữu cơ kim loại MOCVD. Một cách chế tạo khác là sử dụng các cổng (gates) trên
một transistor hiệu ứng trường, bằng cách này, có thể tạo ra các kênh thấp chiều hơn
trên hệ khí điện tử hai chiều.
Để tìm phổ năng lượng và hàm sóng điện tử trong dây lượng tử có thể giải dễ
dàng nhờ phương trình Schrodinger một điện tử cho hệ một chiều :
2


H   
 2  V(r)  U(r)    E
 2m *


(1.1)

Trong đó:
U(r): là thế năng tương tác giữa các điện tử,

V  r  : là thế năng giam giữ các điện tử do sự giảm kích thước,

r>R
r

2
J
q R * r 
r rdr
2  n  n '  h , j  n ',l '   n ',l '  
R 0

(1.6)

Do sự phức tạp của hàm sóng xuyên tâm, nên không thể tính giải tích tường
minh đối với tích phân (1.6). Tuy nhiên, nếu chỉ quan tâm đến các trạng thái cơ bản
của điện tử thì tích phân này có thể tính được nhờ áp dụng gần đúng hàm sóng và
năng lượng của điện tử ở các trạng thái như sau:


 r r3 
r2 
 0,1  3 1  2   1,1  12   3 
 R ,
R R 
Ta thu được biểu thức cho thừa số dạng:

I0,1,0,1  q  

24J 3  qR 

 qR 

3

phân cực phẳng: E  t   E  eit  eit  ;H  t   n,E  t  , trong đó    (với  là
năng lượng trung bình của hạt tải); một điện trường không đổi E 0 và một trường
bức xạ cao tần: F  t   Fsin t với t  1 (  là thời gian phục hồi xung lượng của
điện tử).
Dưới tác dụng của hai trường bức xạ có tần số  và  sẽ làm cho chuyển
động định hướng của hạt tải theo điện trường cố định ban đầu sẽ bị bất đẳng hướng.
6


TÀI LIỆU THAM KHẢO.
Tài liệu tiếng việt
1. Nguyễn Quang Báu, Đỗ Quốc Hùng, Vũ Văn Hùng, Lê Tuấn (2004), Lý
thuyết bán dẫn hiện đại, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội.
2. Nguyễn Quang Báu (chủ biên), Nguyễn Vũ Nhân, Phạm Văn Bền (2010),
Vật Lý bán dẫn thấp chiều, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội.
Tài liệu tiếng anh
3. Bau.N.Q., N.V.Hieuand N.V.Nhan (2012), “The quantum acoustomagne to
electric field in a quantum well with a parabolic potential”, Superlattices
and Microstructure 52, pp. 921-930.
4. Bui Duc Hung, Nguyen Thi Thanh Nhan, Nguyen Quang Bau, Nguyen Vu
Nhan (2014), “Photostimulated Radio Electrical Longitcal Longitudinal
Effect in a Parabolic Quantum Well”, Journal of Physics, Vol. 537, 012003.
5. Do Tuan Long, Dinh Thi Dieu Linh, Nguyen Xuan Ha, Nguyen Quang Bau
(2015), “Influence of Quantum size Effects on the Radioelectric field in a
Quantum Well”, VNV Journal of Science, Mathematics – Physics, Vol. 31,
No 2S, pp. 54 – 59.
6. Do Tuan Long, Nguyen Quang Bau (2015), “Influence of confined acoustic
phonons on the Radioelectric field a Quantum Well”, Journal of Physics,
Vol. 627, 012019.
7. Hoang Van Ngoc, Nguyen Vu Nhan, Nguyen Quang Bau (2014),

9