Trang chủ / Chấm Lượng Tử

Sử dụng phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng nghiên cứu các trạng thái của electron trong chấm lượng tử - 1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC


HÀ ĐÌNH KHỞI


SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG KHỐI LƯỢNG HIỆU DỤNG NGHIÊN CỨU CÁC TRẠNG THÁI CỦA ELECTRON TRONG CHẤM LƯỢNG TỬ


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


SƠN LA, NĂM 2013

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 61 trang tài liệu này.


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

Sử dụng phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng nghiên cứu các trạng thái của electron trong chấm lượng tử - 1


HÀ ĐÌNH KHỞI


SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG KHỐI LƯỢNG HIỆU DỤNG NGHIÊN CỨU CÁC TRẠNG THÁI CỦA ELECTRON TRONG CHẤM LƯỢNG TỬ


CHUYÊN NGÀNH: VẬT LÝ LÝ THUYẾT


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


Người hướng dẫn: Ths. Lê Thu Lam


SƠN LA, NĂM 2013

LỜI CẢM ƠN


Sau một thời gian nghiên cứu, với sự hướng dẫn của các thầy giáo cô giáo trong tổ Vật lý, Trường Đại học Tây Bắc em đã hoàn thành khóa luận này.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Lê Thu Lam - Giảng viên Vật lý, Trường Đại học Tây Bắc đã tận tình giúp đỡ, động viên và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ Vật lý, Ban Chủ nhiệm khoa Toán - Lý - Tin, phòng KHCN&HTQT, Thư viện trường Đại học Tây Bắc đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành khóa luận.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên lớp K50 ĐHSP Vật Lý, gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành khoá luận này.


Sơn La, Tháng 4 năm 2013 Sinh viên


HÀ ĐÌNH KHỞI

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

I. Lý do chọn đề tài 1

II. Cơ sở nghiên cứu 2

1. Cơ sở lý luận 2

2. Cơ sở thực tiễn 2

III. Mục đích của đề tài 2

IV. Nhiệm vụ của đề tài 2

V. Đối tượng nghiên cứu 2

VI. Phạm vi nghiên cứu 2

VII. Cấu trúc của đề tài 2

VIII. Giả thuyết khoa học 3

IX. Kế hoạch thực hiện đề tài 3

X. Phương pháp nghiên cứu 3

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG KHỐI LƯỢNG HIỆU DỤNG CHO BÀI TOÁN ELETRON TRONG TINH THỂ 4

1.1. Giới thiệu các phương pháp gần đúng nghiên cứu chuyển động của electron trong tinh thể [4, 77 78] 4

1.1.1. Phương pháp gần đúng electron liên kết yếu [4, 93] 5

1.1.2. Phương pháp gần đúng electron liên kết mạnh [4, 105 112] 5

1.1.3. Phương pháp tổ hợp tuyến tính các hàm nguyên tử [3, 137 138] 6

1.1.4. Phương pháp giả thế [3, 146 148] 6

1.1.5. Phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng [4, 126 129] 6

1.2. Electron trong tinh thể và khái niệm khối lượng hiệu dụng 7

1.2.1. Hạt trong giếng thế [8, 1 4] 7

1.2.2. Hạt trong thế đối xứng cầu [8, 5 7] 11

1.2.3. Electron trong thế Coulomb [8, 8 11] 14

1.2.4. Hạt trong thế tuần hoàn [8,11 15] 18

1.2.5. Xây dựng khái niệm khối lượng hiệu dụng [7, 129 134] 20

1.2.6. Electron trong tinh thể [8, 16 19] 24

CHƯƠNG II: KHÁI NIỆM CÁC GIẢ HẠT VÀ CÁC CẤU TRÚC THẤP CHIỀU 28

2.1. Khái niệm các giả hạt: electron, lỗ trống, exction [8, 19 23] 28

2.2. Các cấu trúc thấp chiều: giếng lượng tử, dây lượng tử, chấm lượng tử [5] 33

CHƯƠNG III: TRẠNG THÁI ĐIỆN TỬ TRONG CHẤM LƯỢNG TỬ 36

3.1. Chế độ giam giữ yếu [8, 28 29] 36

3.2. Chế độ giam giữ mạnh [8, 30 34] 38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

I. Kết luận 44

II. Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật, nhiều ngành khoa học công nghệ đã ra đời, trong đó có nghành công nghệ nano. Tuy mới xuất hiện nhưng ngành công nghệ nano đã có những thành tựu hết sức to lớn trên hầu hết các lĩnh vực: điện tử, y học, công nghiệp, môi trường…và đang có rất nhiều triển vọng. Chính vì những ứng dụng kì diệu như vậy đã thúc đẩy các nhà khoa học nói chung và các nhà vật lý nói riêng tập trung nghiên cứu nhiều về nghành công nghệ này.

Đối tượng nghiên cứu của nghành công nghệ nano là các vật liệu có kích thước cỡ nanomet. Vật liệu nano gồm các hệ vật liệu thấp chiều (hai chiều, một chiều hay không chiều). Tính chất quang của các vật liệu này khác với vật liệu khối do hiệu ứng giam giữ các hạt tải dẫn đến các phản ứng khác biệt của hệ điện tử trong cấu trúc lượng tử đối với các kích thích bên ngoài. Sự giam giữ còn làm thay đổi mật độ trạng thái của hạt. Giảm số chiều sẽ làm tăng tính kì dị trong mật đội trạng thái ở điểm tới hạn. Do xác suất dịch chuyển bao gồm cả mật độ của các trạng thái nên hiệu ứng giam giữ có thể ảnh hưởng đến các quá trình động học trong vật liệu nano. Ví dụ CdS dưới dạng các chấm nano có thể dùng làm nguồn tạo laser công suất lớn, hiệu suất và tính định hướng cao và đặc biệt có thể điều chỉnh kích thước để thay đổi bước sóng phát ra.

Có nhiều phương pháp để nghiên cứu tính chất của hệ electron trong vật liệu khối nói chung và vật liệu nano nói riêng như phương pháp gần đúng electron liên kết yếu, phương pháp gần đúng electron liên kết mạnh… Trong đó, phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng được sử dụng rộng rãi và có nhiều ưu điểm. Người ta hy vọng phương pháp này sẽ giúp dự báo các tính chất của hệ electron khi có ảnh hưởng của hiệu ứng giam giữ lượng tử và tính đối xứng tuần hoàn của mạng tinh thể khi bị phá vỡ.

Để bước đầu tiếp cận với việc nghiên cứu tính chất của các vật liệu mới này và chuẩn bị cho các nghiên cứu sâu hơn, tôi chọn đề tài cho khóa luận của mình là: “Sử dụng phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng nghiên cứu các trạng thái của electron trong chấm lượng tử”

II. Cơ sở nghiên cứu

1. Cơ sở lý luận

Để hiểu rõ hơn và nghiên cứu sâu hơn thì việc bước đầu tìm hiểu nghành công nghệ nano qua nghiên cứu các trạng thái của electron trong tinh thể nano là rất cần thiết.

2. Cơ sở thực tiễn

Trên thực tế, thuật ngữ công nghệ nano xuất hiện thường xuyên. Tuy nhiên để hiểu được nó thì cũng không phải dễ dàng. Do đó, việc đưa ra một cách tổng quát về các phương pháp gần đúng nghiên cứu electron trong tinh thể và nghiên cứu sâu hơn về phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng sẽ giúp chúng ta có một cái nhìn tổng quát về nghành công nghệ nano và phần nào hiểu được cở sở khoa học của nghành công nghệ này.

III. Mục đích của đề tài

Dùng phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng để tính toán các trạng thái điện tử trong các chấm lượng tử.

IV. Nhiệm vụ của đề tài

1. Khái quát các phương pháp gần đúng nghiên cứu trạng thái của electron trong tinh thể đặc biệt là phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng.

2. Nghiên cứu khái niệm các giả hạt, tìm hiểu về cấu trúc thấp chiều.

3. Áp dụng phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng trong việc nghiên cứu các trạng thái electron trong các chấm lượng tử.

V. Đối tượng nghiên cứu

Các chấm lượng tử.

VI. Phạm vi nghiên cứu

Các trạng thái của electron trong các chấm lượng tử.

VII. Cấu trúc của đề tài

Mở đầu Nội dung

Chương I: Phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng cho bài toán electron trong tinh thể.

Chương II: Khái niệm các giả hạt và các cấu trúc thấp chiều. Chương III: Trạng thái electron trong chấm lượng tử.

Kết luận và đề nghị.

VIII. Giả thuyết khoa học

Luận văn này sẽ làm rõ phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng để nghiên cứu các trạng thái electron trong các chấm lượng tử. Mà electron trong tinh thể là hạt có khối lượng nhỏ nên linh động, mang điện tích, dễ tham gia vào nhiều hiện tượng, quy định nhiều tính chất của vật liệu nhưng chúng lại có số lượng rất lớn trong các tinh thể. Do đó, nghiên cứu các trạng thái của electron trong các nano tinh thể bán dẫn là một việc rất quan trọng quyết định rất nhiều tới việc tạo ra các chấm lượng tử theo ý muốn sau này. Và vì thế phương pháp gần đúng khối lượng hiệu dụng là một phương pháp hữu hiệu để nghiên cứu các trạng thái của electron trong các nano tinh thể này. Đây là một phương pháp nghiên cứu ưu việt hơn hẳn các phương pháp nghiên cứu khác.

IX. Kế hoạch thực hiện đề tài

-Từ tháng 09/2012 đến tháng 11/2012: Sưu tầm tài liệu, dịch tài liệu và hoàn thành đề cương của đề tài.

-Từ tháng 11/2012 đến tháng 01/2013: Chắt lọc và phân tích tài liệu, hoàn thành đề cương chi tiết của đề tài.

-Từ tháng 01/2013 đến tháng 03/2013: Viết đề tài.

-Từ tháng 03/2013 đến tháng 04/2013: Chỉnh sửa đề tài.

-Tháng 05/2013: Bảo vệ đề tài.

X. Phương pháp nghiên cứu

- Sưu tầm và dịch tài liệu.

- Tập hợp và sử lí dữ liệu

- Lấy ý kiến chuyên gia

..... Xem trang tiếp theo?
⇦ Trang trước - Trang tiếp theo ⇨

Ngày đăng: 10/09/2022