NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CẤU TRÚC NA-NÔ BÁN DẪN
Vật lý lý thuyết và vật lý toán (Mã số: 9 44 01 03)
Luận án "Nghiên cứu một số tính chất quang của cấu trúc na-nô bán dẫn" tập trung khảo sát các đặc trưng quang học độc đáo của cấu trúc nano bán dẫn, một lĩnh vực đang thu hút sự quan tâm lớn do tiềm năng ứng dụng cao trong công nghệ hiện đại. Đề tài xuất phát từ việc nhận thấy hiệu ứng Stark quang học của exciton và phách lượng tử của exciton trong cấu trúc thấp chiều chưa được đánh giá đầy đủ, cùng với nhu cầu phát triển nguồn phát xạ TeraHertz từ hiện tượng kết cặp LO phonon-plasmon trong cấu trúc nano bán dẫn.
Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu hiệu ứng Stark quang học và hiện tượng phách lượng tử của exciton trong dây lượng tử bán dẫn, cũng như hiện tượng kết cặp LO phonon-plasmon trong các lớp màng mỏng và dây lượng tử bán dẫn. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở hiệu ứng Stark quang học và phách lượng tử của exciton trong dây lượng tử bán dẫn hình trụ thế vô hạn, và hiện tượng kết cặp LO phonon-plasmon trong lớp màng mỏng bán dẫn ba thành phần và dây lượng tử bán dẫn hình trụ thế vô hạn.
Các phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng bao gồm lý thuyết hàm sóng tái chuẩn hóa và lý thuyết hàm điện môi, với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica để tính toán và vẽ đồ thị.
Các kết quả nghiên cứu chính của luận án bao gồm: (1) Áp dụng lý thuyết hàm sóng tái chuẩn hóa để nghiên cứu hiệu ứng Stark quang học của exciton trong dây lượng tử bán dẫn hình trụ tròn, quan sát sự tách vạch quang phổ và giải thích cơ chế, đồng thời chỉ ra ảnh hưởng của bán kính dây lượng tử và năng lượng sóng bơm. (2) Nghiên cứu sự tồn tại của phách lượng tử của exciton trong dây lượng tử bán dẫn hình trụ tròn, cho thấy sự xuất hiện dao động tuần hoàn tắt dần của cường độ hấp thụ, với chu kì, tần số và biên độ phụ thuộc vào bán kính dây lượng tử và năng lượng laser bơm. (3) Khảo sát hiện tượng kết cặp LO phonon-plasmon trong các lớp màng mỏng bán dẫn hợp chất ba thành phần và trong dây lượng tử bán dẫn hình trụ tròn bằng lý thuyết hàm điện môi, xác định được các mode kết cặp trong dải tần số TeraHertz, phụ thuộc vào góc chiếu của sóng tới, sự phân cực của điện trường và mật độ electron, cũng như bán kính dây lượng tử và số sóng của electron.
Các kết quả này cung cấp thông tin hữu ích và có tiềm năng ứng dụng trong việc chế tạo các thiết bị lượng tử mới như công tắc quang, thiết bị TeraHertz, transistor quang điện lai và tạo ra các cặp photon bị rối, đồng thời mở rộng ứng dụng cho các cấu trúc lượng tử và hệ vật liệu khác.