Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
➤ Gửi thông báo lỗi ⚠️ Báo cáo tài liệu vi phạmNội dung chi tiết: Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
MỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn cứu của các nhã vật lý cã trên lĩnh vực lý thuyết 11-33] lẫn thực nghiệm 134-45]. Trong một số vật liệu, vì diện tứ và lỗ trống đều có spin bán nguyên nên exciton có spin nguyên và khi nhiệt độ đù thấp, nhừng exciton này có thể tồn tại ở trạng thái ngưng tụ Bosc-Einstein (Bosc-Einstein condensed - Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn BEC) giống như nhừng hạt boson 12,46.47]. Với khối lượng hiệu dụng rất nhó. cỡ 1/10 khối lượng của diện (ữ tự do1,người ta tin rằng có thê quan sát dưLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
ợc trạng thái BEC ở nhiệt dộ phòng nếu mật độ exciton trong hệ dù lớn [46,50].Mặc dù sự tồn lại trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ bán kim loại MỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn on đến nay vần còn khiêm tốn. Một trong những nguyên nhân dẫn tỏi việc khó quan sát được trạng thái ngưng tụ exciton vì exciton dễ dàng tách, phân rã thành diện tứ và lỗ trống tự do cùng bức xạ photon, hoặc phonon. Thời gian sống của exciton vì vậy rắt ngắn, cờ pico giây den mill giây. Tuy nhiên, vớ Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn i số lượng ngày càng tăng của các quan sát thực nghiệm, người ta khẳng định chắc chan sự tồn tại trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ diện tứ tươnLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
g quan mạnh. Chẳng hạn. khào sát phô quang phát xạ phân giãi theo góc (angle-resolved photoelectron spectroscopy - ARPES) của vật liệu bán dân Ta-jNiSMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn sự hình (hành của trạng thái ngưng tụ exciton. Bằng việc khảo sát các tính chắt nhiệt diện dộng cùa hệ sc khe hẹp đất hiếm cộng hóa trị TmSeo.45Tco.55. p. Wachter và cộng sự dà khắng định sự (ồn tại của trạng (hái ngưng tụ exciton khi nhiệt độ nhó hơn 20K ơ vùng áp suất cỡ 5-13 kbar. xung quanh vị ( Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn rí chuyển pha SM - sc [35.55.56]. Bên cạnh đó. với hợp chất kim loại chuyên tiếp lT-TiSe-2,1 Khới lư<.’r>g hiỉu dụng cứa CMCÍton lá m,! = mr + mi, 'ớiLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
mr vã mh lẳn la khói Idling hiệu dụng của điộn lử và k’> tròng. Hơn nửa. trong bán dẨn. me = T»K X 0. Imo 148.49] vái mo lá khối lương cùa diộn từ tựMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn ạng thái ngưng tụ exciton cùng với trạng thái sóng mật dộ diện tích (charge density wave -CDW) [9,37].Những quan sát thực nghiệm trạng thái ngưng tụ của exciton dà và dang ngày càng thúc đẩy sự quan lâm ciia nhiều nhà lý thuyết chất rán trên thế giới. Trước liên chúng la phái kế đến nhóm nghiên cứu Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn của H. Fehske (Viện Vậl lý, Đại học Greifswald. CHLB Đức). Đế giái thích kếl quâ thực nghiêm cho vậl liệu TmSert.45TeH..v>» nam 2006 nhóm đã đề xuất mLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
ô hình khói lượng hiệu dụng cho điện lứ và lố trống cùng lương lác Coulomb giữa chúng để mô lả trạng thái ngưng lụ của exciton Wannier 151. Bang phươnMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn M - sc. Khi tương tác Coulomb giừa diện tử và lồ trống nhò. hệ ờ trạng thái SM. Trong trương hợp này, chi nhưng diện tử và lồ trống ỏ gần mức Fermi mơi dóng góp vào quá trình ghép cập. Bàn chất ghép cặp của các diện lư và lồ trống trong trường hợp này giống với sự hình thành cặp Cooper trong lý thuy Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn ết siêu dẫn BCS cùa John Bardeen. Leon Cooper và Robert Schrieffer [57.581. Vì vậy. ngươi la nói nhưng exciton này ngưng lự trong (rạng (hái dạng BCS.Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
Tuy kịch bán ngưng tụ có vẻ giống nhau, nhưng bân chấl vật lý giưa irạng ihái ngưng tụ exciton và trạng thái siêu dẫn là hoàn toàn khác nhau. Neu nhưMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn i trạng thái ngưng tụ exciton là trạng thái diện môi exciton (excitonic insulator - EI) [52]. Khi tương tác Coulomb dủ lớn. hệ chuyên sang trạng thái sc. Các diện tử và lỗ trống trong trường hợp này liên kết chặt hơn và vì vậy khi nhiệt dộ dù thấp chúng ngưng tụ như những hạt boson dược mô tà trong Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn lý thuyết ngưng tụ Bose-Einstein. dược gọi là trạng thái BtíC cùa exciton. Ngoài ra. nhóm lác giá cũng khang định sự xuất hiện của irạng ihái irong đóLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
lồn lại đồng ihời ca excilon. điện lừ và lổ trống ớ Irên nhiệl độ ngưng lụ. gọi là irạng thái halo. H. Fehske và cộng sự liếp lục nghiên cứu chi liếlMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn t cùa các điện lư trên mức f được xem xél. Mặc dù giói hạn ở gần đúng MF. nhưng nhóm lác giâ đã cung cấp giãn dồ pha mội cách đầy đù về irạng thái E1 và giao nhau2BCS - BEC của trạng thái EI. cũng như mối liên hệ vói quá trình chuyến pha SM - sc [7J. Bàn chất về hàm phố dơn hạt của diện từ và lỗ trố Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn ng gần vị trí giao nhau BCS - BEC của trạng thái EI trong mô hình EFK một chiều, hay trạng thái cộng hường exciton trong mô hình EFK hai chiều ờ pha hLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
alf) cùng dược nghiên cữu bằng phương pháp chiếu kết hợp tái chuẩn hóa (projector-based renormalization -PR)|15,16|.Song song vói nhửng nghiên cứu trêMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn cạnh khẳng định sự tồn lại của irạng thái E1 ó gần chuyển pha SM - sc. sự khác biệt về hệ thức lán sắc của exciton ơ hai phía của chuyển pha SM - sc cũng được tác giâ nghiên cứu chi tiết, lừ đó xác định nang lượng liên kết của exciton 1171 hay mật độ cùa nó như là hàm của mômen xung lượng [IX]. Nhó Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn m tác giả cũng dưa ra dề nghị rằng, nhừng thăng giáng diện từ lồ trổng hay trạng thái exciton liên kết xung quanh trạng thái Eỉ sè có ảnh hương rất lớLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
n tỏi tính chất quang hay tính chất truyền dần của hệ. Năm 2011, mô hình EFK hai chiểu cũng dược nhóm tác giâ K. Scki (Khoa Vật lý. Trường Đại học ChiMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn hợp với những nghiên cứu irong nhóm của H. Fchske [26]. Tuy vậy. irong các nghiên cứu irên. việc khảo sát trạng thái EI chù yếu dựa trên những đặc tinh hoàn toàn diện tử với tương tác Coulomb giữa diện tử và lỗ trống. Do vậy. sự liên kết cùa các diện tứ hay exciton với phonon dà không được đề cập đế Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn n.Năm 2010. khi nghiên cữu trạng thãi EI của cầu trúc bân kim loại 1T-TiSe2. c. Monney (Viện Paul Scherrer. Thụy Sỹ) cùng cộng sự dà khẳng định mối liLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
ên hệ giữa trạng thái E1 với trạng thái CDW [10]. Bằng việc áp dụng lý thuyết siêu dẩn BCS cho cập diện từ - lổ trống, kết quả hàm phổ thu dược phù hợMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn mối liên hệ giữa irạng Ihái E1 và irạng ihái CDW. Ngoài ra, khi nghiên cứu chi liếl hàm phổ ó những thang nhiệt độ khác nhau, nhóm lác giá cũng đưa ra khá nấng ghép cặp điện lử - lổ Irống có thể dẫn tới sai hóng cấu trúc mạng 1111. lại nhiệl độ Ihấp. exciton ngưng lụ anh hương lói mạng linh thể thô Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn ng qua tương lác điện lử - phonon. Cho đến nay, bán chất của cơ chế hình thành irạng thái CDW irong các kim loại chuyển liếp là3do tương tác Coulomb gLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
iữa diện từ - lỗ trống hay do tương tác diện tư - phonon vẫn còn đang tranh cãi. Và già định do sự kết hợp của cà hai loại tương tác này cũng dã dược MỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn ân tích trường trung bình cho mô hình Hubbard chuỗi-ba với bậc tự do phonon, T. Kancko dã khẳng định cấu trúc mạng tinh thê thay đối từ dạng thoi sang dạng dơn tà [22.23]. Rõ ràng, sự lệch mạng hay ảnh hương cùa phonon là rất quan trọng trong các loại vật liệu này. đặc biệt là trong việc hình thành Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn trạng thái ngưng tụ exciton. Trên cơ sỏ đó. B. Zenker và cộng sự bắt đầu nghiên cứu trạng thái El trong mô hình hai dâi năng lượng bằng phương pháp hàLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
m Green trường trung bình và gần đúng Kadanoff-Baym [21 ]. hay trong mô hình EFK gồm một dái hóa trị và ba dái dần bằng phương pháp gần đúng MF và gầnMỞ ĐẦUTrạng thái ngưng tụ của cặp diện tử - lỗ trống (hay exciton) gần dây dã trờ thành một trong những dối tượng hấp dẫn. thu hút sự quan tâm nghiên Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn khắng định tương tác Coulomb và tương tác diện tử - phonon hỗ trợ nhau trong việc liên kết cặp diện tử - lỗ trống và hình thành trạng thái ngưng tụ exciton. Tuy nhiên, các nghiên cứu cùa B. Zenker mới chi dửng lại ờ trạng thái cơ bản. tức là ờ nhiệt độ gần dộ không tuyệt dối.Gần dây. ờ Việt Nam. bã Luận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn i toán khảo sát trạng thái E1 trong mô hình EFK cũng dược tác già Phan Ván Nhâm (Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ cao. Đại học Duy Tân) và cộngLuận án trạng thái ngưng tụ exciton trong các hệ có chuyển pha bán kim loại – bán dẫn
sự mơ rộng nghiên cứu theo quan điểm hoàn loàn lượng tứ [ 15.16]. Bân chất mối liên hệ giừa quá trình ngưng tụ exciton vói chuyên pha SM - SC và cácGọi ngay
Chat zalo
Facebook