Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
➤ Gửi thông báo lỗi ⚠️ Báo cáo tài liệu vi phạmNội dung chi tiết: Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
Bộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử VẠT LÝHÀ NỘI-2011BỌ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG DẠI HỌC sir PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VĂN HỢPMỘT SÓ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỦ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỞ CHẤM LƯỢNG TỬC huyên ngành: Vật lí lý thuyết và vật lí toán Mã số: 62.44.01.01.LƯẶN ÁN TIÉN Sỉ VẶT LÝNGƯỜI HƯỚNG DẤN KHOA HỌC: GS.VS. NGUYỀN VĂN HIỆUHANOI-20111MỞ Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ĐÀU1. Lý do chọn đề tàiTiến bộ cúa vật lý chất răn trong những năm qua được đặc trưng bởi sự chuyên hướng đối tượng nghiên cứu chính từ các khối tinhMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
thê sang các màng mong, các cấu trúc nhiều lớp và chấm lượng tử. Trong các đối tượng mới được nêu trên, hầu hết các tinh chất điện tử đều thay đòi mộBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử các hạt dần bị giới hạn trong nhừng vùng có kích thước đặc trưng vào cờ bậc của bước sóng de Broglie, các tinh chất vật li và điện tữ thay đổi đầy kịch tinh o đây. các qui luật cơ học lượng tư bắt đầu có hiệu lưc. trước hết thòng qua việc biến đòi đặc trưng cơ bân nhất của hệ điện tử là phò năng lượ Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ng của nó. Phò năng lương trớ thành gián đoạn dọc theo hướng toọ độ giới hạn Dưới anh hưởng của trường ngoài hay của các tâm tán xạ (phonon, tạp chat.Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
. . .) thường chi hai. mà không phai Là ba thành phần động lương cua hạt dần có thế biến đòi Do đó. dáng điệu của hạt đản trong các cấu trúc kích thưBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử oàn bị lượng tử hoá khi nó bị bảy trong giã không gian không chiều (quasi-zero-dimensional) hay chấm lượng từ (quantum dot QD) Điểu này đạt được đầu tiên bơi các nhà khoa học cùa Texas Instruments Incorporated. Các electron trong QD bị giam cầm mạnh theo cã ba chiều không gian nên hệ QD được xem tươ Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ng tự như các nguyên tử nhân tạo (artificial atoms), siêu nguyên tư (superatoms). hoặc quantum-dot atoms. Điều làm cho QD không giống như các hệ thòngMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
thường đó lã: khà năng có thề điều chinh hình dạng cùa nó. không gian của nó. cấu trúc các mức năng lượng và so electron bị giam cam.Một loạt các nghBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ồng ngoại xa, và tán xạ Raman cua ánh sáng) và các tính chất điên (điện dung và sự truyền dẫn). Vì sự hấp thụ và phát xạ ánh sáng của các QD chi trong vùng phố rất hẹp và hoàn toàn điều khiên được bằng cách sử dung tử trường do đó kêt quả này sớm được ứng dụng dể xây dựng và điều khiên laser bán dần Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử . Sự lượng tư hoá mạnh các mức năng lượng cúa electron cùng với các tham số thích hợp đối với laser action, đặc biệt là các QD self-assembled, nó là cMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
o sở cho laser hoạt động ở nhiệt độ cao và dòng bơm thấp QD có kích thước nhó và có thể tạo thành các ma trận chấm lượng tử với mật độ lớn cho phép sữBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ừ lâu nhưng cho tới nay vần chưa hoàn chinh về mặt lý thuyết. Các nghiên cứu chú yếu Là tính số mà chưa dưa ra được các biêu thức giãi tích cũa chúng Sự chuyển dời cua các electron qua QD một mức (single-level quantum dot) liên kết với hai điện cực là một vắn đe thời sự đối VỚI nghiên cửu li thuyết Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử cùng như thực nghiệm cua nhiều công trình trong nhưng nãm gần đây đối với lĩnh vực vật lí nanô [27. 28, 29, 32, 37. 42. 43. 44. 60. 63. 75, 82. 83. 84Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
. 88, 92]. Hai đại lượng vật lí có thê đo đươc trong thực nghiệm dựa trên sự chuyên vận cùa các electron đó là dòng electron qua QD và giá trị trung bBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử tiên về sự chuyển vận của electron qua QD đơn mức. các phương trinh vi phân đoi VỚI các hàm Green thời gian thực đà dược dưa ra cùng với việc sử dụng các phương trình Heisenberg đối với các toán tử sinh và hủy electron [37, 60], Do tinh đến tương tác Coulomb mạnh giừa các electron trong QD, nên các Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử phương trinh VI phán đoi VỚI các hàm Green một electron có chửa các hâm Green nhiều electron và tất cã các phương trinh này liên kết các hàm Green VỚIMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
nhau tạo thành một hệ vò hạn các phương trinh vi phân. Đe thu đươc một hệ đóng gồm hừu hạn các phương trinh, chúng ta phái sứ dung một số phương phápBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử a phải sử dung các hàm Green thời gian phức không cân bằng trong hình thức luận Keldysh [26. 49].Trong việc nghiên cứu các hàm Green thời gian phức không cân bang bang phương pháp lý thuyết nhiều loạn đối vói tương tác Coulomb, người ta thường giữ Lại một số chuồi các giàn đồ hình thang và cùng thừa Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử nhận phương pháp gần đúng không chéo (non-crossing approximation NCA). Các hệ của các phương trinh đối với các hàm Green đà được giai bằng nhiều phươMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
ng pháp số khác nhau, ví dụ: kỳ thuật Quantum Monte Carlo [82] và tính số bàng phương pháp nhóm tái chuẩn hóa [28. 29. 43. 44], Các kết qua tính sổ đàBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử chuẩn hèn kết Fano trong phố năng lương cua hẻ electron trong QD và các điện cực cũng có thê đóng góp một sổ cộng hường.Trong luận án này. khác VỚI các nghiên cửu trước, chúng tòi sè đưa ra các biêu thức giãi tích chính xác của các số hạng cộng hướng Kondo và Fano băng cách giài các phương trình dướ Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử i dạng ma trân đối với các hàm Green đê tim nghiệm giai tích tường minh. Từ các biếu thức giãi tích này chúng tôi sê thu được toàn bộ các cộng hướng vMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
à điều kiện đế tồn tại các cộng hương đó Đặc biệt, chúng tôi sè chi ra sự khác biệt giừa cộng hường Kondo và cộng hường Fano. nêu chúng tồn tại [62, 6Bộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử a tương lai. các phép tinh toán dùng đè tinh không còn Là các phép tính toán thòng thường dùng trong máy tính cô điên nửa mà sè lã các phép toán của cơ học lượng tử. Vì the, đơn vị cơ bán đê chứa tin tức sè là các mâu tin lượng tư - quantum bit hay gọi tắt là qubit Một qubit có thề ơ trạng thái chứa Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử tri số 0 hoặc ơ trạng thái chứa tri số 1 hay cùng có thê ở một trạng thái vừa chứa trị sổ 1 với một tỷ số xác xuất nào đó và trị số 0 VỚI một tý số xMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
ác suất còn lại. Trong thực hiên vật lí tên gọi qubit dành cho một hệ lượng tứ có hai trạng thái. Cho nên. bất kì hai trạng thái lượng tư của một hệ nBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử suy biến. Có nhiều hệ vật li khác nhau thực hiện mổ hình qubit, chăng hạn như: hai mức năng lượng cua hạt có mômen từ spin 1/2 trong từ trường không đôi. một nguyên tư hai mức. hai trạng thái phân cực của một phòtòn. mức năng lượng kích thích thấp nhai và trang thái cơ ban trong chấm lương tư bán dầ Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử n....Cho tới nay. người ta cũng chưabiết nên chọn hệ vật li nào trong các hệ kê trên đê làm qubit vì mỗi hệ có nhùng ưu diêm và nhược diêm khác nhau.Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
Thông tin lượng tư đươc mà hóa vào trong qubit là hai thành phân hàm sóng của qubit đối với trạng thái thuần lượng lữ hoặc là ma trận mật đô 2x2 đối vBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ch tác động trên các qubit này một loạt các công logic lương tử. Như vậy. qubit có vai trò quan trong trong việc tạo ra máy tinh lượng từ và thòng tin lượng tử nên trong hơn một thập ki qua các nhà lý thuyết và thực nghiêm rât quan tâm đen nghiên cứu động lực học qubit và hệ qubit và đà đạt được nhi Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử ều kết quả quan trọng. Trên thực tế bât kì một hệ lượng tử nào cùng tương tác với môi trường (environment) quanh nó. điểu này đà gây ra giám kết hợp (Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
decoherence) của hệ lượng tử [61]. Các quá trình suy giâm kết hợp của qubit đươc cho Lã cơ chê chính can trớ các quá trình tinh toán lượng tư và thôngBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘINGUYỀN VÃN HỢPMỘT SỐ HIỆU ỨNG LƯỢNG TỬ TRONG CÁC HỆ NANÔ TRÊN co SỎ CHÁM LƯỢNG TỬLUẬN ÁN TIÉN Sĩ V Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử iên cứu về động lực học qubit và hệ các qubit có tương úc với môi trường chưa đươc xét một cách đay đũ.Gần đây. van để nghiên cứu các hệ nguyên tư hoặc giống nguyên tư hai mức có chức năng như bit lượng tử tích điện (charge qubits) trong điện động lực học lượng tữ về cavity được quan tâm rất nhiều l Một số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử à vi nó được sử dụng giống như một phan tư cua các hệ xứ lý thòng tin lượng tư (quantum information QI) [8. 9. 20. 36. 52, 79, 80. 90. 91], Điện độngMột số hiệu ứng lượng tử trong các hệ nanô trên cơ sở chấm lượng tử
lực học lượng tử về cavity Là lý thuyết lượng tử cùa các hệ nguyên tư hoặc giống nguyên tử tương tác VỚI trường điện từ trong microcavity. Do điều kiệGọi ngay
Chat zalo
Facebook