Luận án TS Vật lý: Lượng tử hóa giảm kích thước lên Ettingshausen, Peltier bán dẫn 1D

ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ANH HUONG CUA SỰ LƯỢNG TU HÓA DO GIẢM KÍCH THƯỚC LÊN HIỆU ỨNG ETTINGSHAUSEN VÀ HIỆU ỨNG PELTIER TRONG HE BAN DAN MOT CHIEU Chuyên ngành đào tạo : Vật lí lí thuyết và vật lí toán.01 LUAN AN TIEN Si VAT Li HOC NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC 1. Nguyễn Quang Báu XÁC NHAN CUA NGƯỜI T/M XÁC NHAN CUA CHU TỊCH HOI TAP THE HUONG DAN DONG GS.TS Nguyén Quang Bau GS. Ha Huy Bang Hà Nội - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS. Lương Văn Tùng và GS.

Các kết quả, số liệu, đồ thi,. được trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Thị Nguyệt Ánh LOI CAM ON Tôi xin bay tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS. TS Luong Văn Tùng và GS.TS Nguyễn Quang Bau, những người Thay đã hết lòng giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Tôi đã học được từ những người Thầy đáng kính của mình sự nghiêm túc, trung thực, tư duy logic chặt chẽ dé giải quyết các van dé trong học tập và cuộc sống. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa Vật lí và Bộ phận sau Đại học phòng Đào tạo của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu và các đồng nghiệp thuộc Bộ môn Vật lí Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên - Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian cho tôi trong việc nghiên cứu và báo cáo các kết quả tại các hội nghị khoa học trong nước và quốc tế làm cơ sở để hoàn thành luận án này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu sinh.

Tác giả luận án Nguyễn Thị Nguyệt Ánh MỤC LỤC Bang đối chiếu thuật ngữ Anh- Việt và các chữ viết tắt 4 Danh mục một số kí hiệu thường dùng 5 Danh mục các hình vẽ và đồ thị 6 Danh mục các bảng 9 Mé đầu 10 Chương 1. Phương pháp phương trình động lượng tử nghiên cứu hiệu ứng Ettingshausen, hiệu ứng Peltier trong bán dẫn khối và sự lượng tử hóa do giảm kích thước trong hệ bán dẫn một chiều. Áp dụng phương pháp phương trình động lượng tử nghiên cứu hiệu ứng Ettingshausen và hiệu ứng Peltier trong bán dẫn khối. Phương trình động lượng tử cho điện tử khi có mặt điện trường, từ trường không đổi và sóng điện từ trong bán dẫn khối.

Biểu thức giải tích của hệ số Ettingshausen trong bán dẫn khối. Biéu thức giải tích của hệ số Peltier trong bán dẫn khối. Sự lượng tử hóa do giảm kích thước trong hệ bán dẫn một chièu. Sự giam cam của điện tử và phonon trong dây lượng tử hình tru hố thé CAO VÔ hạn.

Sự giam cầm của điện tử va phonon trong dây lượng tử hình chữ nhật hồ thé cao VÔ lạI. - tk SE EEEEEEEEEEEEESEEEKEEEEEEE 1111111111711 1111111 xcr. Ảnh hưởng của sự lượng tử hóa do giảm kích thước lên hiệu ứng Ettingshausen và hiệu ứng Peltier trong dây lượng tử hình tru. Phương trình động lượng tử cho điện tử giam cầm trong dây lượng tử hình trụ hỗ thé cao vô hạn.- - 5-5: +t+EEtSE2E9EEEE2E15111212511121511111211111 511111 EeExe.

Biểu thức giải tích cho hệ số Ettingshausen và hệ số Peltier trong dây lượng tử hình trụ hồ thế cao vô hạn. Trường hợp tán xạ điện tử giam cầm - phonon âm giam cầm. Trường hợp tán xạ điện tử giam cầm - phonon quang giam cầm. Két qua tính toán số và thảo LAN.

Tán xạ điện tử giam cầm - phonon quang giam cầm. Tan xạ điện tử giam cầm - phonon âm giam cầm. Kết luận chương 2. Ảnh hưởng của sự lượng tử hóa do giảm kích thước lên hiệu ứng Ettingshausen và hiệu ứng Peltier trong dây lượng tử hình 3.

Phuong trình động lượng tử cho điện tử giam cầm trong dây lượng tử hình chữ nhật hồ thế cao vô hạn. --- ¿+ 5S E+E£EE+E+E£EEEE+EeEEEeEererxzxerrrs 75 3. _ Biểu thức giải tích của hệ số Ettingshausen và hệ số Peltier trong dây lượng tử hình chữ nhật khi xét từ trường vuông góc và từ trường song song với phương chuyên động tự do của điện tử. Biéu thức giải tích của hệ số Ettingshausen và hệ số Peltier trong dây lượng tử hình chữ nhật khi xét từ trường vuông góc với phương chuyên động tự do của điỆn tỬ.

- - <1 11H TH TH TH TH HH, 78 3. Biéu thức giải tích của hệ số Ettingshausen và hệ số Peltier trong dây lượng tử hình chữ nhật khi xét từ trường song song với phương chuyển động tự do của điỆn tỬ. TH HT TH TH TH ng, 84 3. Kết quả tính số và thảo luận.

Tán xạ điện tử giam cầm - phonon quang giam cầm trong trường hợp từ trường song song với phương chuyền động tự do của điện tử. Tán xạ điện tử giam cầm - phonon quang giam cầm trong trường hợp từ trường vuông góc với phương chuyên động tự do của điện tử. Kết luận chương 3.1 xe 102 Kết Luận 104 Danh mục các công trình khoa học của tác giả liên quan đến luận án. 106 Tài liệu tham khảo 108 Tài liệu tiếng ViỆt.1 xe 108 Tài liệu tiếng Anh .--- ¿22 2+SE2E2EE2EEEEEEEEE2E1271711211211271 211.1 crxe 108 BANG DOI CHIẾU THUAT NGỮ ANH- VIET VÀ CÁC CHU VIET TAT Tiéng anh Tiếng việt Viết tắt Confined acoustic phonon Phonon âm giam cam CAP Confined optical phonon Phonon quang giam cam COP Cylindrical quantum wire Dây lượng tử hình trụ CQW Ettingshausen coefficient Hệ số Ettingshausen EC Ettingshausen effect Hiệu ứng Ettingshausen EE Magneto - phonon resonance Cộng hưởng từ - phonon MPR Magneto - phonon - photon Điêu kiện cộng hưởng từ - phonon MPPRC resonance condition - photon One dimension Một chiều ID Peltier coefficient Hé số Peltier PC Peltier effect Hiéu tng Peltier PE Rectangular quantum wire Dây lượng tử hình chữ nhật RQW Three dimensions Ba chiéu 3D Two dimensions Hai chiéu 2D Un-confined acoustic phonon Phonon âm không giam cam un-CAP Un-confined optical phonon Phonon quang khéng giam cam un-COP Zero dimensison Không chiéu 0D DANH MỤC MỘT SÓ KÍ HIỆU THƯỜNG DÙNG Đại lượng Kí hiệu Bán kính dây lượng tử R Biên độ sóng điện từ mạnh E, Chi số mức Landau n Chỉ số giam cầm phonon m Điện tích của điện tử e Độ điện thâm cao tần Kn Độ điện thâm tĩnh % Điện trường không đôi E Hang số Planck rút gọn ? Hang s6 Boltzmann ky Hang số điện Eo Hé s6 dan nhiét mang tinh thé Ki Hệ số có thứ nguyên vận tốc D Khối lượng của điện tử m Nhiệt độ T Năng lượng Femi Ex Tần số cyclotron Qo.

Tan số bức xa laser Q Tan số phonon quang đ), Tần số sóng điện từ phân cực a) Thời gian phục hồi năng - xung lượng của điện tử L4 Từ trường B Vận tốc sóng âm Vv, Vận tốc kéo theo của điện tử Va DANH MỤC CÁC HÌNH VE VÀ DO THỊ Hình 1. Hiệu ứng Ettingshausen trong bán dẫn khối. Hiệu ứng Peltier trong bán dẫn khối .---:- 2:2 5¿+xz2z++zx+sc+z 30 Hình 1. Mô hình cau trúc của bán dẫn thấp chiều 3D, 2D, 1D va 0D.

Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào năng lượng laser trong CQW đối với trường hợp phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh), với hw: = 10 meV. Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào biên độ laser trong CQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh), với = 3 TT. Su phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào nhiệt độ trong CQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh), với B= 3 ÏT.- -- kg re,60 Hình 2. Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào bán kính CQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh), với B= 3 ÏT.

Sự phụ thuộc của chênh lệch nhiệt độ AT- y vào năng lượng cyclotron trong CQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) va phonon quang không giam cầm (đường màu xanh), với AQ = 25 meV. Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào năng lượng của cyclotron trong CQW đối với phonon âm giam cầm (đường màu đỏ) và phonon âm không giam cầm (đường mau xanh). Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào tần số của sóng điện từ trong CQW đối với phonon âm giam cầm (đường màu đỏ) và phonon âm không giam cầm (đường mau Xanh).-- 2 2 2S SE£SE£EE£EE2EEEEE2EEEEEEeEEerkerxrrkrrx 67 Hình 2. Sự phụ thuộc của EC vào nhiệt độ trong CQW đối với phonon âm giam cầm (đường màu đỏ) và phonon âm không giam cầm (đường màu xanh).

Sự phụ thuộc của PC vào nhiệt độ trong CQW đối với phonon âm giam câm (đường màu đỏ) và phonon âm không giam câm (đường màu xanh). Sự phụ thuộc của ten-xơ độ dẫn o,, vào từ trường trong CQW khi không có mặt sóng điện từ (a) và khi có mặt sóng điện từ (b) đối với hai trường hợp phonon âm giam cầm (đường màu đỏ) và phonon âm không giam cầm (đường mau xanh). 2-2-5 £+S£+SE+EE£EEE2EE2EEEEEtEEErEErrxerkerreee 71 Hình 3. Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào năng lượng của photon trong RQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh) khi xét từ trường song song với phương chuyển động tự do của điện tử, ở đây hw = 10,15 meV.

Sự phụ thuộc của EC (a) va PC (b) vào nhiệt độ trong RQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) va phonon quang không giam cam (đường màu xanh) khi xét từ trường song song với phương chuyền động tự do của điện tỬ.------ c1 1111122231111 vn ng kg ven 93 Hình 3. Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào độ rộng Lx của RQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh) khi xét từ trường song song với phương chuyền động tự do của điỆn tỬ. Sự phụ thuộc của EC (a) và PC (b) vào nhiệt độ trong RQW đối với phonon quang giam cầm (đường màu đỏ) và phonon quang không giam cầm (đường màu xanh) khi xét từ trường vuông góc với phương chuyền động tự do của điỆn tỬ.