Tiểu Luận Nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng giảm kích thước lên sự gia tăng sóng âm (phonon âm) giam cầm trong

1. Lý do chọn đề tài.
Trong vài thập kỷ gần đây, công nghệ Laser phát triển mạnh và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật. Nhiều tác giả đã và đang quan tâm nghiên cứu các màng mỏng và các cấu trúc nhiều lớp của vật liệu. Trong các hệ có cấu trúc nanô, chuyển động của hạt dẫn bị giới hạn nghiêm ngặt dọc theo một hướng tọa độ với một vùng có kích thước đặc trưng vào cỡ bậc của bước sóng De Boglie, các tính chất của electron bị thay đổi đáng kể, đặc biệt một số tính chất mới khác biệt so với vật liệu khối xuất hiện gọi là hiệu ứng kích thước. Các quy luật lượng tử đã bắt đầu có hiệu lực đáng kể mà đặc trưng cơ bản nhất của hệ điện tử là phổ năng lượng bị biến đổi. Phổ
2
năng lượng của electron trở thành gián đoạn dọc theo hướng tọa độ bị giới hạn, do đó
đặc trưng của hạt dẫn trong các cấu trúc này tương tự như khí electron thấp chiều
1 4,9.
Với sự phát triển của vật lý chất rắn, công nghệ nuôi cấy tinh thể epytaxy chùm
phân tử (MBE) và kết tủa hơi kim loại hữu cơ (MOCV), cho phép tạo ra nhiều hệ các
cấu trúc thấp chiều như: hố lượng tử (quantum well), siêu mạng (superlattice), dây
lượng tử(quantum wire), chấm lượng tử (quantum dot). Trong số các vật liệu mới đó,
các nhà vật lý đặc biệt chú ý tới bán dẫn siêu mạng. Bán dẫn siêu mạng có nhiều ưu
điểm là do có thể dễ dàng điều chỉnh các tham số, từ đó có thể tạo ra các bán dẫn siêu
mạng có đặc trưng cấu trúc và các hiệu ứng đáp ứng những yêu cầu và mục đích sử
dụng khác nhau.
Công nghệ laser cho phép ta nghiên cứu một số hiệu ứng mới trong hệ cấu trúc thấp
chiều, trong đó có hiệu ứng về gia tăng sóng âm (phonon âm). Trong bán dẫn khối hiệu
ứng này đã được nghiên cứu cả trường hợp khí electron suy biến và không suy biến, cả
quá trình hấp thụ một photon cũng như nhiều photon. Trong siêu mạng hợp phần, hiệu
ứng giảm kích thước lên sự gia tăng sóng âm (phonon âm) không giam cầm đã được
nghiên cứu, bài toán về tốc độ gia tăng sóng âm (phonon âm) giam cầm trong siêu
mạng hợp phần đang còn để ngỏ.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh
hưởng của hiệu ứng giảm kích thước lên sự gia tăng sóng âm (phonon âm) giam cầm
trong siêu mạng hợp phần”.
2. Phương pháp nghiên cứu.
Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng phương pháp phương trình động lượng tử
cho phonon. Từ Hamiltonian của hệ điện tử phonon ta xây dựng phương trình động
lượng tử đối với hàm phân bố số phonon hoặc hàm phân bố lượng tử tổng quát của
phonon để nghiên cứu tốc độ thay đổi sóng âm (phonon âm) trong siêu mạng hợp phần.
3. Mục đích nghiên cứu