- Hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu. - mạng hợp phần (trường hợp tỏn xạ điện tử- phonon quang). - Abstract: Giới thiệu về siờu mạng hợp phần và bài toỏn về hệ số hấp thụ súng điện từ trong bỏn dẫn khối. - Phương trỡnh động lượng tử và biểu thức giải tớch của hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện mạnh biến điệu theo biờn độ từ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần (trường hợp tỏn xạ - điện tử phonon quang). - Súng điện từ. - Siờu mạng hợp phần. - Hấp thụ phi tuyến Content. - Trờn lĩnh vực nghiờn cứu lý thuyết, cỏc bài toỏn hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh bởi điện tử tự do trong bỏn dẫn khối bằng phương phỏp phương trỡnh động lượng tử đó được nghiờn cứu, bài toỏn hấp thụ tuyến tớnh súng điện từ mạnh bởi điện tử giam cầm bằng phương. - Nhưng bài toỏn hấp thụ phi tuyến súng điờn từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần vẫn cũn là một đề tài để mở. - “Hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần (trường hợp tỏn xạ điện tử - phonon quang)”.. - Mục đớch: Nghiờn cứu sự hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần (trường hợp tỏn xạ điện tử - phonon quang). - Đối tượng: Siờu mạng hợp phần.. - Phạm vi: Tớnh hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ (trường hợp tỏn xạ điện tử - phonon quang).. - Chƣơng 1: Giới thiệu về siờu mạng hợp phần và bài toỏn về hệ số hấp thụ súng điện từ trong bỏn dẫn khối.. - Chƣơng 2: Phương trỡnh động lượng tử và biểu thức giải tớch của hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện mạnh biến điệu theo biờn độ từ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần (trường hợp tỏn xạ - điện tử phonon quang).. - Cỏc kết quả thu được của luận văn cho thấy, hệ số hấp thụ súng điện từ phụ thuộc. - Đặc biệt, trong trường súng điện từ mạnh biến điệu, hệ số hấp thụ cũn phụ thuộc vào thời gian.. - VÀ BÀI TOÁN HẤP THỤ SểNG ĐIỆN TỪ MẠNH BIẾN ĐIỆU THEO BIấN ĐỘ TRONG BÁN DẪN KHỐI. - Tổng quan về siờu mạng hợp phần. - Khỏi niệm về siờu mạng hợp phần. - Sự cú mặt của thế siờu mạng đó làm thay đổi cơ bản phổ năng lượng của điện tử. - Hệ điện tử trong siờu mạng hợp phần khi đú là khớ điện tử chuẩn hai chiều. - Phổ năng lƣợng và hàm súng của điện tử giam cầm trong siờu mạng. - d=d 1 +d 2 là chu kỳ siờu mạng. - r là tuần hoàn nờn hàm súng của điện tử. - Hàm súng tổng cộng của điện tử trong mini vựng n của siờu mạng hợp phần (trong gần đỳng liờn kết mạnh) cú dạng [30]:. - d và N d là chu kỳ và số chu kỳ siờu mạng hợp phần. - z là hàm súng của điện tử trong hố cụ lập.. - Bài toỏn hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ trong bỏn dẫn khối.. - Sự hấp thụ súng điện từ trong bỏn dẫn khối. - Hệ số hấp thụ súng điện từ chỉ phụ thuộc vào phần thực của tensor độ dẫn điện. - đặc trưng cho quỏ trỡnh giảm cường độ của súng điện từ khi đi sõu vào trong bỏn dẫn gọi là hệ số hấp thụ súng điện từ, ký hiệu. - Hệ số hấp thụ súng điện từ tỷ lệ thuận với Re. - vỡ vậy hệ số hấp thụ tuyến tớnh súng điện từ khụng phụ thuộc vào cường độ điện trường E. - của súng điện từ.Vỡ vậy, hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ là đại lượng phụ thuộc phi tuyến vào cường độ điện trường E. - Xõy dựng phƣơng trỡnh động lƣợng tử cho điện tử trong bỏn dẫn khối. - Trước hết, xõy dựng phương trỡnh động lượng tử cho điện tử trong bỏn dẫn khối khi cú mặt trường súng điện từ mạnh. - Ta cú Hamilton của hệ điện tử - phonon trong bỏn dẫn khối là . - k là năng lượng của điện tử.. - C q là hằng số tương tỏc điện tử - phonon quang, cú biểu thức:. - Từ đú ta suy ra Hamilton của hệ điện tử - phonon trong bỏn dẫn khối là:. - Để thiết lập phương trỡnh động lượng tử cho điện tử trong bỏn dẫn khối, sử dụng. - là cường độ điện trường biến điệu và tần số của súng điện từ.. - Biểu thức (1.20) là hàm phõn bố điện tử khụng cõn bằng trong bỏn dẫn khối. - phương trỡnh này là cơ sở để tớnh hệ số hấp thụ súng điện từ trong bỏn dẫn khối dưới tỏc dụng của trường laser.. - Biểu thức hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ trong bỏn dẫn khối. - (1.21) Ta xột thế vộc tơ của trường điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ:. - Hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ bởi điện tử trong bỏn dẫn khối được viết dưới dạng quen thuộc . - Biểu thức hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ trong bỏn dẫn khối viết lại:. - Biểu thức (1.35), là cụng thức tổng quỏt tớnh hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ trong bỏn dẫn khối.. - Xột tỏn xạ điện tử - phonon quang ta cú:. - Biểu thức (1.36), là cụng thức tổng quỏt tớnh hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh trong bỏn dẫn khối (trường hợp tỏn xạ điện tử - phonon quang). - Tiếp theo, xột sự hấp thụ súng điện từ cho hai trường hợp giới hạn.. - Hấp thụ gần ng-ỡng:. - là mật độ điện tử. - Như vậy, thu được biểu thức của hệ số hấp thụ súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ trong bỏn dẫn khối. - Biểu thức hệ số hấp thụ súng điện từ phụ thuộc phi tuyến vào cường độ điện trường biến điệu. - nhiệt độ T của hệ và tần số của súng điện từ.. - PHƢƠNG TRèNH ĐỘNG LƢỢNG TỬ VÀ HỆ SỐ HẤP THỤ PHI TUYẾN SểNG ĐIỆN TỪ MẠNH BIẾN ĐIỆU THEO BIấN ĐỘ BỞI ĐIỆN TỬ GIAM CẦM TRONG. - 2.1.Hamiltonian tƣơng tỏc của hệ điện tử-phonon trong siờu mạng hợp phần. - Siờu mạng hợp phần là loại vật liệu bỏn dẫn cú cấu trỳc điện tử chuẩn hai chiều. - Do đú, phổ năng lượng của điện tử trong siờu mạng hợp phần bị lượng tử húa. - Biểu thức Hamiltonian tương tỏc của hệ điện tử-phonon trong siờu mạng hợp phần khi cú mặt trường súng điện từ ngoài. - Phƣơng trỡnh động lƣợng tử cho điện tử trong siờu mạng hợp phần. - Trờn cơ sở biểu thức Hamiltonian tương tỏc của hệ điện tử-phonon trong siờu mạng hợp phần khi cú mặt trường súng điện từ ngoài tụi xõy dựng phương trỡnh động lượng tử cho điện tử trong siờu mạng hợp phần. - Ta xột thế vộc tơ của trường điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ:. - Biểu thức (4) là phương trỡnh động lượng tử cho điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần. - Từ đú ta tớnh được biểu thức giải tớch hàm phõn bố khụng cõn bằng của điện tử trong siờu mạng hợp phần:. - Hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần.. - Rồi thay vào cụng thức tớnh hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh ta được:. - Đõy là biểu thức của hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần.. - Xột trường tỏn xạ điện tử-phonon quang.. - Vậy hệ số hấp thụ cú dạng:. - (9) Chỳng tụi thu được biểu thức tổng quỏt hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh. - biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần:. - Hấp thụ gần ngưỡng. - Biểu thức hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần cho trường hợp hấp thụ gần ngưỡng được viết lại:. - Hấp thụ xa ngưỡng. - xột trường hợp hấp thụ một photon, ta cú:. - Biểu thức (12) là cụng thức tớnh hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần cho trường hợp hấp thụ xa ngưỡng. - của súng điện từ.. - Biểu thức (11) và (12) cũng cho thấy, hệ số hấp thụ súng điện từ mạnh trong siờu mạng hợp phần ngoài việc phụ thuộc vào cường độ điện trường E 0. - nhiệt độ T của hệ, tần số của súng điện từ, thỡ hệ số hấp thụ cũn phụ thuộc vào cỏc đại lượng đặc trưng cho sự giam cầm điện tử trong siờu mạng như: cỏc chỉ số mini vựng (n, n. - Đú là điểm khỏc biệt của siờu mạng hợp phần với bỏn dẫn khối thụng thường. - Từ cỏc biểu thức (11) và (12) cho thấy, khi cường độ điện trường mạnh thỡ hệ số hấp thụ súng điện từ khụng phụ thuộc vào nhiệt độ.. - Trong phần tiếp theo, tụi thực hiện tớnh toỏn số và vẽ đồ thị kết quả lý thuyết hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh cho siờu mạng hợp phần GaAs- Al 0.3 Ga 0.7 As.. - A chu kỳ của siờu mạng. - Sử dụng ngụn ngữ lập trỡnh Matlap 7.0, kết quả tớnh số và vẽ đồ thị kết quả lý thuyết cho thấy hệ số hấp thụ súng điện từ mạnh trong siờu mạng hợp phần phụ thuộc vào cường độ điện trường E 0. - nhiệt độ T của hệ, tần số của súng điện từ. - Bài toỏn hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần sử dụng phương phỏp phương trỡnh động lượng tử cho hệ nhiều hạt, cỏc tớnh chất của toỏn tử sinh hủy điện tử (phonon), là một trong những phương phỏp tiếp cận hiện đại của vật lý lý thuyết. - 1) Trờn cơ sở cỏc phương trỡnh động lượng tử cho điện tử giam cầm thu nhận được biểu thức giải tớch của hệ số hấp thụ phi tuyến súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần với cơ chế tỏn xạ điện tử - phonon quang.. - Thu nhận được biểu thức hệ số hấp thụ súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần với cơ chế tỏn xạ điện tử - phonon quang cho cỏc trường hợp giới hạn (hấp thụ gần ngưỡng và hấp thụ xa ngưỡng súng điện từ).. - 2) Tớnh toỏn số, vẽ đồ thị sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ súng điện từ mạnh biến điệu theo biờn độ bởi điện tử giam cầm trong siờu mạng hợp phần với cơ chế tỏn xạ điện tử - phonon quang cho siờu mạng hợp phần GaAs - Al 0.3 Ga 0.7 As. - Cỏc kết quả thu được cho thấy, hệ số hấp thụ súng điện từ phụ thuộc phi tuyến vào cỏc thụng số của hệ như nhiệt độ T, cường độ điện trường E 0 , tần số súng điện từ. - Ngoài ra, hệ số hấp thụ súng điện từ cũn phụ thuộc phi tuyến vào cỏc đại lượng đặc trưng cho siờu mạng hợp phần như chu kỳ siờu mạng d, số chu kỳ siờu mạng N 1 , cỏc chỉ số mini vựng n,n’, độ rộng mini vựng n . - Đặc biệt, trong trường súng điện từ mạnh biến điệu, hệ số hấp thụ cũn phụ thuộc vào thời gian. - Đõy là điểm khỏc biệt so với trường hợp súng điện từ mạnh khụng biến điệu. - Sự phụ thuộc vào thời gian của hệ số hấp thụ cho phộp súng điện từ sõm nhập sõu hơn vào vật liệu siờu mạng hợp phần.. - 4 Nguyễn Quang Bỏu (1998), “Ảnh hưởng của súng điện từ mạnh biến điệu lờn sự hấp thụ súng điện từ yếu trong bỏn dẫn”, Tạp chớ Vật lý, VIII (3-4), tr. - 5 Nguyễn Quang Bỏu (1998), “Ảnh hưởng của súng điện từ mạnh biến điệu lờn sự hấp thụ súng điện từ yếu trong bỏn dẫn”, Tạp chớ vật lý, VIII (3-4), tr