Tính toán hiệu ứng hall trong bán dẫn khối bằng phương pháp phương trình động lượng tử.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

TÍNH TOÁN HIỆU ỨNG HALL TRONG BÁN DẪN KHỐI

BẰNG PHƯƠNG PHÁP

PHƯƠNG TÌNH DỘNG LƯỢNG TỬ

Người thực hiện : LÊ NGUYÊN BẢO PHƯƠNG

Lớp : 11CVL

Khoá : 2011 – 2015

Ngành : CỬ NHÂN VẬT LÝ

Người hướng dẫn : T.S NGUYỄN VĂN HIẾU

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2015

Khóa luận tốt nghiệp Lớp 11CVL – Khoa vật lý

GVHD: TS Nguyễn Văn Hiếu

SVTH: Lê Nguyên Bảo Phương Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình làm đề tài, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ dẫn nhiệt tình của

thầy giáo TS-Nguyễn Văn Hiếu đã giúp em hoàn thành đề tài luận văn này.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Vật lý đã tận tình dạy dỗ

em trong quá trình học các môn đại cương cũng như chuyên ngành.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên của gia đình, bạn bè đã giúp đỡ

em trong quá trình làm đề tài cũng như trong học tập.

Em đã cố gắng để hoàn thành đề tài của mình. Do thời gian và trình độ còn hạn

chế nên trong quá trình làm đề tài cũng không tránh được thiếu sót. Em rất mong nhận

được ý kiến đóng góp của thầy cô và toàn thể các bạn để đề tài của em thêm hoàn

thiện.

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 05 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Khóa luận tốt nghiệp Lớp 11CVL – Khoa vật lý

GVHD: TS Nguyễn Văn Hiếu

SVTH: Lê Nguyên Bảo Phương Trang 2

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................................................3

A – MỞ ĐẦU..................................................................................................................4

1. Lý do chọn đề tài .........................................................................................................4

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................4

3. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................4

4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................5

5. Cấu trúc và nội dung cuả khóa luận ............................................................................5

B – NỘI DUNG ..............................................................................................................6

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÁN DẪN................................................................6

1.1 Định nghĩa .................................................................................................................6

1.2 Bán dẫn tinh khiết......................................................................................................6

1.3 Bán dẫn tạp chất ........................................................................................................8

1.3.1 Bán dẫn loại n ................................................................................................8

1.3.2 Bán dẫn loại p ..............................................................................................10

1.4 Sự khác biệt giữa kim loại, bán dẫn và điện môi: ...................................................12

1.5 Bán dẫn không suy biến ..........................................................................................13

1.5.1 Định nghĩa....................................................................................................13

1.5.2 Độ dẫn điện..................................................................................................14

1.6 Hiệu ứng Hall ..........................................................................................................15

CHƯƠNG II: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG TỬ ..........................................17

2.1. Toán tử Hamiltonian của hệ electron-phonon trong bán dẫn khi có sóng điện từ

ngoài ..............................................................................................................................17

2.2. Thiết lập phương trình cho (����⃗

(��) = 〈����⃗

+

����⃗

〉��) khi có trường mạnh: ..................18

C- PHẦN KẾT LUẬN.................................................................................................39

D - TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................40

Khóa luận tốt nghiệp Lớp 11CVL – Khoa vật lý

GVHD: TS Nguyễn Văn Hiếu

SVTH: Lê Nguyên Bảo Phương Trang 3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ:

Hình 1.2.1: Cấu trúc của Silic .................................................................................. 6

Hình 1.2.3: Mức năng lượng và phân bố các hạt dẫn theo các mức năng lượng trong

bán dẫn tinh khiết ..................................................................................................... 7

Hình 1.3.1: Cấu trúc tạp chất Silicon- Phospho ....................................................... 9

Hình 1.3.2: Mức năng lượng và phân bố các hạt dẫn theo các mức năng lượng trong

bán dẫn loại n.......................................................................................................... 10

Hình 1.3.3: Cấu trúc tạp chất Silicon –Boron ........................................................ 11

Hình 1.3.4: Mức năng lượng và phân bố các hạt dẫn theo các mức năng lượng trong

bán dẫn loại p.......................................................................................................... 12

Hình 1.6: Sơ đồ thực nghiệm hiệu ứng Hall........................................................... 15