Scholar Hub/Chủ đề/#exciton hai chiều/
Exciton là một tinh thể hạt nhân lượng tử trong vật lý chất rắn. Nó được hình thành từ sự tương tác giữa điện tử và lỗ trống trong một vật chất rắn. Exciton có ...
Exciton là một tinh thể hạt nhân lượng tử trong vật lý chất rắn. Nó được hình thành từ sự tương tác giữa điện tử và lỗ trống trong một vật chất rắn. Exciton có thể được hình thành từ tác động của ánh sáng, nhiệt độ hoặc sự tương tác giữa electron và hole trong một vùng cấu tạo.
Exciton có thể có hai chiều, gồm có exciton hai chiều và exciton không cấu trúc. Exciton hai chiều là dạng exciton mà các điện tử chuyển động sẽ bị hạn chế trong hai chiều dọc theo mặt phẳng của vật chất rắn, trong khi exciton không cấu trúc cho phép chuyển động tự do trong ba chiều.
Exciton hai chiều rất quan trọng trong nghiên cứu vật lý các vật chất bán dẫn, đặc biệt là trong các vật liệu hai chiều như graphene và các sản phẩm công nghệ như đèn LED và laser.
Exciton hai chiều là một loại exciton mà các electron và hole chỉ có thể chuyển động trong mặt phẳng của vật chất bán dẫn, nhưng bị hạn chế trong chiều thứ ba. Điều này được gọi là "điều kiện chuyển động hai chiều" (2D motion condition) và thường xuyên xảy ra trong các vật liệu hai chiều như graphene, các chất nền điện tử hai chiều (2DEG) hoặc các cấu trúc tương tự khác.
Exciton hai chiều đã được quan sát trong nhiều vật liệu bán dẫn, đặc biệt là các vật liệu nền tương tác mạnh như disulfide molypdenum (MoS2), diselenide molypdenum (MoSe2) và dichalcogenides khác. Trong các vật liệu này, khi một photon tác động vào vật chất, nó có thể tạo ra một cặp điện tử-hole, tạo thành một exciton.
Exciton hai chiều có các tính chất đặc biệt do sự hạn chế trong mặt phẳng. Chúng có ảnh hưởng lớn trong nghiên cứu về tinh thể, quang học và về điện tử hai chiều. Chẳng hạn, exciton hai chiều có thể có vị trí không gian xác định và tồn tại trong thời gian dài trong các môi trường nguyên khối. Điều này làm cho chúng trở thành một nguồn tiềm năng trong các ứng dụng quang học, như trong việc tạo ra laser hai chiều hoặc tạo ra điểm cộng hưởng Exciton - Exciton.
Exciton hai chiều được hình thành khi một tia sáng ánh xạ vào một vật liệu bán dẫn, gây kích thích electron từ trạng thái năng lượng thấp lên trạng thái năng lượng cao. Khi electron chuyển động từ vị trí ban đầu của nó, nó để lại một lỗ trống trong vị trí cũ, được gọi là "lỗ trống hole". Electron và hole này có sự chuyển động tương tác và tạo thành một cặp "exciton".
Exciton hai chiều có một số đặc điểm quan trọng:
1. Chuyển động trong mặt phẳng: Exciton hai chiều chỉ có thể chuyển động trong mặt phẳng của vật chất, do đó chúng bị hạn chế trong chiều thứ ba. Điều này làm cho chúng trở thành các hạt lượng tử hai chiều.
2. Mật độ năng lượng liên tục: Exciton hai chiều có phổ năng lượng liên tục, không giống như exciton một chiều có các cấp năng lượng rời rạc. Điều này có nghĩa là excition hai chiều có khả năng chuyển động theo năng lượng khác nhau và tạo thành một dải năng lượng.
3. Thời gian tồn tại dài: Exciton hai chiều có thể tồn tại trong thời gian dài so với exciton một chiều trong một số vật liệu. Điều này là do sự hạn chế trong chuyển động của chúng, làm giảm khả năng tương tác với các yếu tố môi trường và giảm tỷ lệ khủng hoảng.
4. Ứng dụng trong công nghệ: Exciton hai chiều đang được nghiên cứu và áp dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ, bao gồm điện tử hai chiều, quang học, thiết bị Optoelectronic, đèn LED và laser. Exciton hai chiều cũng có thể được sử dụng để tạo ra dải năng lượng liên tục trong các cảm biến quang học và các ứng dụng truyền thông quang.
Phương pháp đại số cho nguyên tử heli hai chiềuToán tử Hamilton cho nguyên tử heli hai chiều được biểu diễn thành công dưới dạng đại số thông qua các toán tử sinh hủy lượng tử, từ đây mở ra khả năng ứng dụng phương pháp đại số để giải bài toán. Cụ thể, bộ hàm cơ sở dưới dạng đại số được đưa ra trong bài báo dưới dạng bộ hàm sóng của dao động tử điều hòa rất thuận tiện cho các tính toán giải tích các yếu tố ma trận, đồng thời vẫn mang các đặc điểm của hàm sóng nguyên tử hydro; do đó, có thể sử dụng hiệu quả cho việc giải bài toán đang xét và cả các bài toán nguyên tử hai chiều khác, ví dụ như exciton âm trong điện trường, từ trường.
#phương pháp đại số #hệ nguyên tử hai chiều #toán tử sinh hủy #bộ hàm cơ sở #exciton.
Thế màn chắn Cudazzo hiệu chỉnh và yếu tố ma trận cho bài toán exciton hai chiều trong từ trường Chúng tôi tiến hành hiệu chỉnh thế màn chắn Cudazzo từ dạng gốc để mô tả ảnh hưởng của môi trường lên phổ năng lượng của exciton. Phương pháp toán tử FK được sử dụng kết hợp với phép biến đổi Levi – Civita để giải quyết bài toán exciton trong từ trường. Dạng tường minh của hàm sóng và yếu tố ma trận của bài toán được trình bày cụ thể trong công trình này. 16.00 Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman",serif;}
#exciton hai chiều #phương pháp toán tử FK #yếu tố ma trận #thế màn chắn Cudazzo hiệu chỉnh.
Mô tả giải tích cho năng lượng trạng thái cơ bản của exciton hai chiều trong từ trường Biểu thức giải tích mô tả tường minh sự phụ thuộc của năng lượng vào cường độ từ trường được xây dựng cho trạng thái cơ bản của exciton hai chiều trong từ trường. Điểm đặc biệt của biểu thức thu được là độ chính xác rất cao với sai số chưa đến 1% cho toàn miền biến đổi của từ trường. Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman","serif";}
#mô tả giải tích #exciton hai chiều #năng lượng #trạng thái cơ bản #phương pháp toán tử FK.
Phương pháp đại số cho bài toán exciton âm trong bán dẫn hai chiều Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 Phương pháp đại số được xây dựng cho bài toán exciton âm hai chiều. Hamiltonian của hệ được biểu diễn qua các toán tử sinh hủy dưới dạng chuẩn, thuận tiện cho việc tính toán. Bộ hàm cơ sở được xây dựng dưới dạng đại số cho phép tính tất cả các yếu tố ma trận cần thiết. Kết quả này là bước chuẩn bị quan trọng để áp dụng phương pháp toán tử FK giải phương trình Schrödinger cho exciton âm hai chiều trong công trình tiếp theo.
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt;
mso-para-margin:0in;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman";
mso-ansi-language:#0400;
mso-fareast-language:#0400;
mso-bidi-language:#0400;}
#phương pháp đại số #phương trình Schödinger #exciton âm #bán dẫn hai chiều
Yếu tố ma trận cho exciton hai chiều trong điện trường Phương pháp toán tử FK được sử dụng để giải phương trình Schrödinger cho exciton hai chiều trong điện trường đều. Phép biến đổi Levi-Civita được sử dụng để chọn bộ hàm sóng cơ sở cho bài toán dưới dạng dao động tử điều hòa. Kết quả thu được các yếu tố ma trận của Hamiltonian, là cơ sở để xác định nghiệm số chính xác cho bài toán. 16.00 Normal 0 false false false EN-US JA X-NONE
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:"Times New Roman",serif;}
#exciton #hai chiều #phép biến đổi Levi-Civita #phương pháp toán tử FK #yếu tố ma trận
Phương pháp toán tử FK cải tiến giải phương trình Schrödinger cho exciton hai chiều trong từ trường đều
v\:* {behavior:url(#default#VML);}
o\:* {behavior:url(#default#VML);}
w\:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}
Phương pháp toán tử FK với phép biến đổi Laplace được áp dụng để tìm lại nghiệm số cho bài toán exciton hai chiều trong từ trường đều nhằm thay thế phép biến đổi Levi-Civita trong vùng từ trường lớn và phát triển cho các hệ phức tạp. Kết quả thu được nghiệm số với độ chính xác tám chữ số thập phân cho các trạng thái có chỉ số lượng tử đến hàng trăm. Độ chính xác này giảm khi từ trường nhỏ và đối với trạng thái có số lượng tử từ m=0. Như vậy, phép biến đổi Laplace không thay thế được hoàn toàn cho phép biến đổi Levi-Civita khi xác định nghiệm số, nhưng vẫn có ý nghĩa cho phân tích giải tích và thuận lợi để phát triển cho những hệ phức tạp. Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman","serif";}
#exciton hai chiều #nghiệm số #phương pháp toán tử #phương trình Schrödinger #từ trường.
LÍ THUYẾT NHIỄU LOẠN CÓ ĐIỀU TIẾT CHO NĂNG LƯỢNG EXCITON TRUNG HÒA TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU E xciton hai chiều trong từ trường là bài toán quan trọng cho việc trích xuất các thông tin cấu trúc vật liệu đơn lớp TMD (Transition Metal Dichalcogenides). Gần đây, phương pháp toán tử FK (Feranchuk-Komarov) được sử dụng thành công để tính số phổ năng lượng cho hệ này. Trong công trình này, lí thuyết nhiễu loạn với sự điều tiết bằng tham số tự do được sử dụng để tính năng lượng của exciton trong từ trường với thế Keldysh. Trước tiên, chúng tôi trình bày tổng quát lại lí thuyết nhiễu loạn. Sau đó, sự hội tụ của nghiệm bổ chính bậc cao được nghiên cứu với từ trường lên tới 120 Tesla. Các tính toán số được trình bày cho trạng thái cơ bản, nhưng các biểu thức tổng quát cho phép tính cho các trạng thái kích thích. Kết quả có độ chính xác đến bổ chính bậc hai rất cao, sai số dưới 1% cho phép nghiên cứu tiếp vấn đề để có lời giải giải tích tường minh.
#toán tử sinh hủy #bộ hàm cơ sở #phương pháp toán tử FK #exciton #thế màn chắn #hệ nguyên tử hai chiều
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN MỨC NĂNG LƯỢNG THẤP CỦA EXCITON TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU Hiệu ứng nhiệt độ lên phổ năng lượng exciton trung hòa trong đơn lớp WSe 2 trong từ trường đều theo cơ chế mới lần đầu tiên được nghiên cứu trong công trình này. Cơ chế này dựa hoàn toàn khác với cơ chế exciton-phonon đã được nghiên cứu bởi nhiều công trình trước đây trong trường hợp không có từ trường. Nhờ tách chuyển động khối tâm cho exciton trung hòa và thu được Hamiltonian chính xác, chúng tôi nhận thấy có thành phần liên quan với nhiệt độ và từ trường mà trong các nghiên cứu trước đây đã bỏ qua. Chúng tôi đã giải chính xác bằng số phương trình Schrodinger bằng phương pháp toán tử Feranchuk-Komarov cho các trạng thái 1s, 2s, và 3s và khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên phổ năng lượng. Kết quả cho thấy với từ trường lên đến 100 Tesla năng lượng của exciton trạng thái 3s tại 300K có thể khác biệt gần 6% so với tại nhiệt độ 0K. Chúng tôi cũng tính bán kính exciton và thấy rằng nó thay đổi theo nhiệt độ, ví dụ với từ trường 100 Tesla, bán kính tại nhiệt độ 300K tăng lên hơn 50% so với tại nhiệt độ 0K. Kết quả này gợi ý cho chúng tôi nghiên cứu sâu hơn hiệu ứng nhiệt độ lên các tính chất vật lí của exciton trong đơn lớp TMD.
#toán tử sinh hủy #bộ hàm cơ sở #exciton #phương pháp toán tử FK #thế màn chắn #hệ nguyên tử hai chiều
