Khảo sát phổ exciton trong hệ bán dẫn hai chiều - NCS. Nguyễn Phương Duy Anh

Tên đề tài luận án: Khảo sát phổ exciton trong hệ bán dẫn hai chiều
Ngành/ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán 
Mã số: 62440101
Họ tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Phương Duy Anh
Khóa đào tạo: 22/2012
Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. Lê Văn Hoàng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQG.HCM
1. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN:
    Luận án đã khảo sát phổ năng lượng exciton trong cấu trúc bán dẫn hai chiều nói chung và trong đơn lớp của hợp chất kim loại chuyển tiếp (transition metal dichalcogenides – TMD) bằng phương pháp toán tử FK. Thế chắn Keldysh đã được sử dụng để mô tả tương tác electron - lỗ trống trong các đơn lớp TMD như WS¬2, WSe2, và kết quả tính toán phù hợp với các số liệu thực nghiệm mới nhất. Lời giải số chính xác cao này được sử dụng để phân tích ảnh hưởng của thế chắn lên hiệu ứng từ trường. Ngoài ra, một phương pháp mới được đưa ra để trích xuất các tham số cấu trúc như khối lượng hiệu dụng, độ dài chắn từ phổ năng lượng exciton. Sử dụng các phổ năng lượng exciton thực nghiệm mới nhất, các tham số cấu trúc cho WS¬2, WSe2 được dự đoán và so sánh với các giá trị thực nghiệm khác. 
2. NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN:
Các kết quả mới của luận án đạt được như sau:
-    Thu được biểu thức giải tích   cho năng lượng của exciton hai chiều không có thế chắn trong từ trường cho các trạng thái  ,  , ,  ,  ,   với độ chính xác dưới 1%. Quy trình tổng quát có thể áp dụng cho trạng thái bất kỳ.
-    Đã xây dựng được một chương trình FORTRAN để tính năng lượng của exciton hai chiều trong từ trường khi có tính đến thế chắn Keldysh với độ chính xác tới 12 chữ số thập phân. Chương trình làm việc tốt với từ trường có cường độ từ 0 đến 20 a.u. và giá trị độ dài chắn từ 0 đến 50 cho trạng thái cơ bản và các trạng thái kích thích ns, n từ 0 đến 10.
-    Áp dụng chương trình tính toán cho các mức năng lượng của exciton trong các đơn lớp TMD như WS2 và WSe2  đặt trong từ trường. Kết quả thu được phù hợp với các số liệu thực nghiệm mới nhất. Đồng thời cũng đưa ra được bộ số liệu lý thuyết để làm cơ sở phân tích các thực nghiệm mới. Cụ thể, đã phân tích ảnh hưởng của thế chắn làm tăng hiệu ứng từ trường trong đơn lớp TMD. Ngoài ra, đã trích xuất giá trị khối lượng hiệu dụng và độ dài chắn từ phổ thực nghiệm năng lượng exciton phù hợp với các số liệu thực nghiệm khác.
-    Thu được biểu thức giải tích cho yếu tố ma trận của tương tác electron-electron làm cơ sở cho việc áp dụng phương pháp toán tử FK cho bài toán exciton âm hai chiều cũng như cho bài toán nguyên tử hai chiều nhiều electron.
3. CÁC ỨNG DỤNG/ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HAY NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU 
Vấn đề nghiên cứu tiếp theo là áp dụng phương pháp toán tử FK để tính phổ năng lượng của exciton âm trong đơn lớp TMD đặt trong từ trường và sử dụng nó cho các phân tích số liệu thực nghiệm.