Luận án Nghiên cứu cộng hưởng Electron-Phonon và cộng hưởng từ-phonon trong giếng lượng tử

Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, việc nghiên cứu trên các thiết bị và bán dẫn có cấu trúc nano đã và đang là một xu hướng thiết yếu trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (Công nghiệp 4.0). Để sản xuất các linh kiện quang điện tử và quang tử có kích thước vài nanomet, các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu về các vật liệu mới để tìm hiểu các đặc tính chuyển tải của điện tử cũng như các hiệu ứng động trong những mô hình này khi có mặt trường điện từ. Các bán dẫn có cấu trúc nano được chế tạo bằng cách áp dụng các phương pháp epitaxy hiện đại như epitaxy chùm phân tử (MBE), epitaxy pha hơi kim loại hữu cơ (MOVPE) bao gồm cả lắng đọng hơi kim loại hữu cơ (MỘCVD),. để hình thành các dị tiếp xúc giữa các bán dẫn có bề rộng vùng cấm khác nhau, chẳng hạn như AlGaAs và GaAs.

Việc hình thành hệ bán dẫn mới này cho thấy rằng ngoài điện trường của thế tuần hoàn gây ra bởi các nguyên tử tạo nên tinh thể còn xuất hiện thêm một trường điện thế phụ trong mạng tinh thể. Trường điện thế phụ này cũng tuần hoàn trong không gian mạng nhưng với chu kỳ lớn hơn rất nhiều so với chu kỳ của trường điện thế tuần hoàn. Tùy thuộc vào trường điện thế phụ, hệ bán dẫn nano được tạo ra sẽ có các cấu trúc giếng lượng tử, siêu mạng, dây lượng tử, hay chấm lượng tử. Với những cấu trúc này, các hạt tải bị định xử mạnh và hàm sóng của electron sẽ bị phản xạ tại các thành của cấu trúc nên phổ năng lượng của nó bị lượng tử hóa thành các mức năng lượng gián đoạn. Hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các vật liệu nano bán dẫn thấp chiều mạnh hơn so với các vật liệu khối. Đây chính là nguyên nhân hình thành các đặc tính quang tuyến tính và phi tuyến. Hơn thế nữa, khi nhiệt độ T > 50 K các electron linh động hơn và ảnh hưởng đến quá trình tán xạ của các electron với các phonon. Do đó, một số đặc tỉnh quang điện tử mới và thú vị xuất hiện cũng như phản ứng của hệ electron-phonon dưới ảnh hưởng của trường điện từ được nhiều kỳ vọng trong những hệ này.