Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn ThS. Vật liệu và linh kiện Nano -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2010
Tổng quan về tinh thể quang tử, các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài. Tìm hiểu phương pháp luận gồm: Phương phấp sai phân hữu hạn trong miền thời gian (FDTD) và giới thiệu phần mềm MPB. Đưa ra kết quả và bàn luận: Tinh thể quang tử 1D, tinh thể quang tử 2D và tinh thể quang tử 3D
Ngày nay, thỉnh thoảng chúng ta nghe một vài vấn đề nào đó hay một
sản phẩm nào đó có liên quan đến hai chữ nano. Khoảng nửa thế kỷ trước, khái
niệm về nano thực sự là một vấn đề mang nhiều sự hoài nghi về tính khả thi,
nhưng trong những năm gần đây ta có thể thấy được công nghệ nano trở thành
một vấn đề hết sức thời sự và được các nhà khoa học quan tâm nhiều hơn. Do
các ứng dụng kỳ diệu của công nghệ nano, tiềm năng kinh tế cũng như tạo ra sức
mạnh về quân sự, nên các nước trên thế giới đang bước vào một cuộc chạy đua
mới về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ nano. Các cường quốc
đang chiếm lĩnh thị trường công nghệ này hiện nay là Mỹ, Nhật, Trung Quốc,
Đức, Nga và một số nước Châu Âu. Có thể nói ở những quốc gia trên chính phủ
dành một khoản ngân sách đáng kể hổ trợ cho việc nghiên cứu và ứng dụng thực
tiển của ngành công nghệ nano. Không chỉ các trường Đại học có phòng thí
nghiệm với nhiều thiết bị nghiên cứu quy mô mà các tập đoàn sản xuất cũng tiến
hành nghiên cứu và phát triển công nghệ nano với các phòng thí nghiệm có tổng
chi phí nghiên cứu tương đương với ngân sách chính phủ dành cho công nghệ
nano.
Ở Việt Nam, tuy chỉ mới tiếp cận với công nghệ nano trong những năm
gần đây nhưng cũng có những bước chuyển biến, tạo ra sức hút mới đối với lĩnh
vực đầy cam go thử thách này. Nhà nước cũng đã dành một khoản ngân sách
khá lớn cho chương trình nghiên cứu công nghệ nano cấp quốc gia với sự tham
gia của nhiều trường Đại học và Viện nghiên cứu.
Cuộc cách mạng về vật lý bán dẫn điện tử trong những năm giữa thế kỷ
20 đã có nhiều thành tựu đáng nễ trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ. Các
công nghệ nuôi và lắng đọng dùng chế tạo các màng mỏng, cấy ion, quang khắc
đã cho phép tích hợp các linh kiện điện tử lại trong một diện tích cưc nhỏ, hình
thành nên các vi xử lý, vi điều khiển, bộ nhớ, trung tâm xử lý, … Các linh kiện
thụ động như sợi quang, linh kiện dẫn sóng, bộ tách và ghép các bước sóng,…
hiện đang ngày càng phát triển. Tuy nhiên, khả năng chúng ta kiểm soát các
photon còn rất non trẻ nên các cấu trúc tích hơp phức tạp cho các giải pháp
quang học vẫn còn rất hạn chế. Thị trường viễn thông toàn cầu đang phát triển
mạnh, việc chế tạo các linh kiện quang học là cần thiết và công nghệ nano nói
chung hay cụ thể là các tinh thể quang tử đóng vai trò không thể thiếu trong sự
phát triền này.
Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích,
chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị, hệ thống bằng việc điều khiển hình
dáng, kích thước trên quy mô nanomet. Các cấu trúc nano có tiềm năng ứng
dụng lớn và là thành phần chủ chốt trong những công cụ thông tin kỹ thuật với
những chức năng mà truớc kia chưa có. Chúng có thể được lắp ráp trong những
vật liệu trung tâm của các thiết bị điện từ và quang. Những vi cấu trúc này là
một trạng thái độc nhất của vật chất với những hứa hẹn đặc biệt cho những sản
phẩm mới và rất hữu dụng trong cuộc sống.
Trong lãnh vực quang học, các nhà vật lý đã tìm ra những phương pháp
để thực hiện được những kỳ tích tuyệt diệu đối với ánh sáng. Trước đây, ánh
sáng đã được sử dụng và truyền đi, nhưng điều đó không có nghĩa là ta đã chế
ngự được nó. Nhưng hiện nay các nhà khoa học đang hy vọng sẽ làm một cuộc
cách mạng đối với máy tính và truyền thông. Việc chế ngự ánh sáng có thể mở
ra vô số những điều kỳ diệu mới. Hãy nhìn lại trường hợp phát minh ra tia laser,
có lẽ lúc đầu chưa một ai đoán biết về những ứng dụng tiềm năng của nó lại to
lớn đến như vậy. Hiện nay là lĩnh vực ánh sáng, công cuộc từng bước chế ngự
nó đã có những triển vọng ứng dụng mà hiện chưa thể hình dung hết.
Ngành quang tử học bao gồm việc nghiên cứu phát ra ánh sáng, truyền
ánh sáng, khuyếch đại cường độ ánh sáng, thu nhận ánh sáng, gài thông tin vào
chùm sáng và đóng ngắt quá trình truyền ánh sáng. Sự kết hợp giữa yếu tố
quang học và điện tử học đã tạo ra nhiều khái niệm cũng như những thiết bị mới.
Tinh thể quang tử là các cấu trúc nano quang học có ảnh hưởng đến sự lan
truyền của các hạt photon, nó được tạo thành từ các cấu trúc nano của chất điện
môi hay kim loại điện môi, được thiết kế để tác động lên sự lan truyền của sóng
điện từ tương tự như cách mà các hố năng lượng tuần hoàn trong các tinh thể
bán dẫn tác động lên sự chuyển động của electron, tức là tạo ra các cấu trúc
năng lượng của trạng thái photon trong tinh thể. Ở đây, một vùng trống trong
cấu trúc năng lượng photon là những kiểu lan truyền mà sóng điện từ không
được phép, hay những dải bước sóng không lan truyền được. Điều này dẫn đến
các hiện tượng như ngăn cản phát xạ tự phát, gương định hướng có độ phản xạ
cao hay ống dẫn sóng có độ hao tổn thấp. Bản chất của các hiện tượng quan sát
được là sự nhiễu xạ của sóng điện từ, trong đó chu kỳ không gian của các cấu
trúc tinh thể phải có cùng kích cỡ với bước sóng của sóng điện từ, tức là vào cỡ
vài trăm nanomet cho các tinh thể quang tử làm việc với ánh sáng. Đây là một
khó khăn lớn trong kỹ thuật chế tạo các tinh thể quang tử nhân tạo.
Các tinh thể quang tử một chiều đã được nghiên cứu và đang ứng dụng
rộng rãi trong quang học màng mỏng như tạo ra các lớp phủ lên bề mặt thấu
kính hay gương, nhằm tạo ra độ phản chiếu thấp hay cao tùy ý, hay ứng dụng
trong sơn đổi màu và in ấn bảo mật.
Các tinh thể quang tử hai chiều và ba chiều được dùng trong nghiên cứu
khoa học. Các tinh thể quang tử 2 chiều có vẻ ít hấp dẫn các nhà khoa học hơn
vì khó kiểm soát các tính chất quang học theo chiều thứ 3, tuy nhiên có nhiều ưu
điểm về công nghệ dẫn sóng ánh sáng theo mặt phẳng. Lưu ý rằng các khuyết tật
trong tinh thể đóng một vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu quang học. Ứng
dụng thương mại đầu tiên của tinh thể quang tử hai chiều là sợi tinh thể quang tử
dùng thay thế cho sợi quang học truyền thống trong các thiết bị quang học phi
tuyến và dùng với các bước sóng đặc biệt.
Trong vài năm trở lại đây tình hình nghiên cứu về lãnh vực công nghệ
quang tử trong nước có chiều hướng phát triển. Mục tiêu của đề tài là nghiên
cứu khai thác phần mềm MPB, đây là phần mềm miễn phí do giáo sư toán học
Steven G. Johnson và nhóm nghiên cứu vật lý Joannopoulos tại viện công nghệ
Massachusetts sáng tạo ra, phần mềm MPB hiện nay chạy trên môi trường Linux
Debian. Trong đề tài dùng phần mềm MPB để khảo sát độ rộng vùng cấm của
các tinh thể quang tử một chiều, hai chiều và ba chiều có cấu trúc mạng kim
cương. Trên cơ sở đó tạo ra các loại khuyết tật và tính toán mức năng lượng
truyền qua. Tinh thể quang tử một chiều rất ít đưa vào ứng dụng, trong khi đó
việc nghiên cứu trinh thể quang tử ba chiều còn rất nhiều khó khăn, nên trong đề
tài tập trung chủ yếu nghiên cứu tinh thể quang tử hai chiều. Phạm vi của đề tài
chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu khai thác phần mềm MPB và ứng dụng mô phỏng
tinh thể quang tử, các kết quả tính toán dự kiến sẽ hỗ trợ cho việc nghiên cứu
thực nghiệm và thiết kế tinh thể quang tử.Cấu trúc của luận văn bao gồm 3 chương chính, ngoài ra còn phần mở
đầu, kết luận. Tài liệu tham khảo được trình bày cuối luận văn, cụ thể như sau:
Mục lục.
Các chữ viết tắt trong luận văn.
Các bảng trình bày trong luận văn.
Các hình trình bày trong luận văn.
Mở đầu.
Chương 1: Tổng quan về tinh thể quang tử.
Chương 2: Phương pháp luận.
Chương 3: Kết quả và bàn luận.
Kết luận
Tài liệu tham khảo.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Luận văn ThS. Vật liệu và linh kiện Nano -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2010
Tổng quan về tinh thể quang tử, các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài. Tìm hiểu phương pháp luận gồm: Phương phấp sai phân hữu hạn trong miền thời gian (FDTD) và giới thiệu phần mềm MPB. Đưa ra kết quả và bàn luận: Tinh thể quang tử 1D, tinh thể quang tử 2D và tinh thể quang tử 3D
Ngày nay, thỉnh thoảng chúng ta nghe một vài vấn đề nào đó hay một
sản phẩm nào đó có liên quan đến hai chữ nano. Khoảng nửa thế kỷ trước, khái
niệm về nano thực sự là một vấn đề mang nhiều sự hoài nghi về tính khả thi,
nhưng trong những năm gần đây ta có thể thấy được công nghệ nano trở thành
một vấn đề hết sức thời sự và được các nhà khoa học quan tâm nhiều hơn. Do
các ứng dụng kỳ diệu của công nghệ nano, tiềm năng kinh tế cũng như tạo ra sức
mạnh về quân sự, nên các nước trên thế giới đang bước vào một cuộc chạy đua
mới về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ nano. Các cường quốc
đang chiếm lĩnh thị trường công nghệ này hiện nay là Mỹ, Nhật, Trung Quốc,
Đức, Nga và một số nước Châu Âu. Có thể nói ở những quốc gia trên chính phủ
dành một khoản ngân sách đáng kể hổ trợ cho việc nghiên cứu và ứng dụng thực
tiển của ngành công nghệ nano. Không chỉ các trường Đại học có phòng thí
nghiệm với nhiều thiết bị nghiên cứu quy mô mà các tập đoàn sản xuất cũng tiến
hành nghiên cứu và phát triển công nghệ nano với các phòng thí nghiệm có tổng
chi phí nghiên cứu tương đương với ngân sách chính phủ dành cho công nghệ
nano.
Ở Việt Nam, tuy chỉ mới tiếp cận với công nghệ nano trong những năm
gần đây nhưng cũng có những bước chuyển biến, tạo ra sức hút mới đối với lĩnh
vực đầy cam go thử thách này. Nhà nước cũng đã dành một khoản ngân sách
khá lớn cho chương trình nghiên cứu công nghệ nano cấp quốc gia với sự tham
gia của nhiều trường Đại học và Viện nghiên cứu.
Cuộc cách mạng về vật lý bán dẫn điện tử trong những năm giữa thế kỷ
20 đã có nhiều thành tựu đáng nễ trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ. Các
công nghệ nuôi và lắng đọng dùng chế tạo các màng mỏng, cấy ion, quang khắc
đã cho phép tích hợp các linh kiện điện tử lại trong một diện tích cưc nhỏ, hình
thành nên các vi xử lý, vi điều khiển, bộ nhớ, trung tâm xử lý, … Các linh kiện
thụ động như sợi quang, linh kiện dẫn sóng, bộ tách và ghép các bước sóng,…
hiện đang ngày càng phát triển. Tuy nhiên, khả năng chúng ta kiểm soát các
photon còn rất non trẻ nên các cấu trúc tích hơp phức tạp cho các giải pháp
quang học vẫn còn rất hạn chế. Thị trường viễn thông toàn cầu đang phát triển
mạnh, việc chế tạo các linh kiện quang học là cần thiết và công nghệ nano nói
chung hay cụ thể là các tinh thể quang tử đóng vai trò không thể thiếu trong sự
phát triền này.
Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích,
chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị, hệ thống bằng việc điều khiển hình
dáng, kích thước trên quy mô nanomet. Các cấu trúc nano có tiềm năng ứng
dụng lớn và là thành phần chủ chốt trong những công cụ thông tin kỹ thuật với
những chức năng mà truớc kia chưa có. Chúng có thể được lắp ráp trong những
vật liệu trung tâm của các thiết bị điện từ và quang. Những vi cấu trúc này là
một trạng thái độc nhất của vật chất với những hứa hẹn đặc biệt cho những sản
phẩm mới và rất hữu dụng trong cuộc sống.
Trong lãnh vực quang học, các nhà vật lý đã tìm ra những phương pháp
để thực hiện được những kỳ tích tuyệt diệu đối với ánh sáng. Trước đây, ánh
sáng đã được sử dụng và truyền đi, nhưng điều đó không có nghĩa là ta đã chế
ngự được nó. Nhưng hiện nay các nhà khoa học đang hy vọng sẽ làm một cuộc
cách mạng đối với máy tính và truyền thông. Việc chế ngự ánh sáng có thể mở
ra vô số những điều kỳ diệu mới. Hãy nhìn lại trường hợp phát minh ra tia laser,
có lẽ lúc đầu chưa một ai đoán biết về những ứng dụng tiềm năng của nó lại to
lớn đến như vậy. Hiện nay là lĩnh vực ánh sáng, công cuộc từng bước chế ngự
nó đã có những triển vọng ứng dụng mà hiện chưa thể hình dung hết.
Ngành quang tử học bao gồm việc nghiên cứu phát ra ánh sáng, truyền
ánh sáng, khuyếch đại cường độ ánh sáng, thu nhận ánh sáng, gài thông tin vào
chùm sáng và đóng ngắt quá trình truyền ánh sáng. Sự kết hợp giữa yếu tố
quang học và điện tử học đã tạo ra nhiều khái niệm cũng như những thiết bị mới.
Tinh thể quang tử là các cấu trúc nano quang học có ảnh hưởng đến sự lan
truyền của các hạt photon, nó được tạo thành từ các cấu trúc nano của chất điện
môi hay kim loại điện môi, được thiết kế để tác động lên sự lan truyền của sóng
điện từ tương tự như cách mà các hố năng lượng tuần hoàn trong các tinh thể
bán dẫn tác động lên sự chuyển động của electron, tức là tạo ra các cấu trúc
năng lượng của trạng thái photon trong tinh thể. Ở đây, một vùng trống trong
cấu trúc năng lượng photon là những kiểu lan truyền mà sóng điện từ không
được phép, hay những dải bước sóng không lan truyền được. Điều này dẫn đến
các hiện tượng như ngăn cản phát xạ tự phát, gương định hướng có độ phản xạ
cao hay ống dẫn sóng có độ hao tổn thấp. Bản chất của các hiện tượng quan sát
được là sự nhiễu xạ của sóng điện từ, trong đó chu kỳ không gian của các cấu
trúc tinh thể phải có cùng kích cỡ với bước sóng của sóng điện từ, tức là vào cỡ
vài trăm nanomet cho các tinh thể quang tử làm việc với ánh sáng. Đây là một
khó khăn lớn trong kỹ thuật chế tạo các tinh thể quang tử nhân tạo.
Các tinh thể quang tử một chiều đã được nghiên cứu và đang ứng dụng
rộng rãi trong quang học màng mỏng như tạo ra các lớp phủ lên bề mặt thấu
kính hay gương, nhằm tạo ra độ phản chiếu thấp hay cao tùy ý, hay ứng dụng
trong sơn đổi màu và in ấn bảo mật.
Các tinh thể quang tử hai chiều và ba chiều được dùng trong nghiên cứu
khoa học. Các tinh thể quang tử 2 chiều có vẻ ít hấp dẫn các nhà khoa học hơn
vì khó kiểm soát các tính chất quang học theo chiều thứ 3, tuy nhiên có nhiều ưu
điểm về công nghệ dẫn sóng ánh sáng theo mặt phẳng. Lưu ý rằng các khuyết tật
trong tinh thể đóng một vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu quang học. Ứng
dụng thương mại đầu tiên của tinh thể quang tử hai chiều là sợi tinh thể quang tử
dùng thay thế cho sợi quang học truyền thống trong các thiết bị quang học phi
tuyến và dùng với các bước sóng đặc biệt.
Trong vài năm trở lại đây tình hình nghiên cứu về lãnh vực công nghệ
quang tử trong nước có chiều hướng phát triển. Mục tiêu của đề tài là nghiên
cứu khai thác phần mềm MPB, đây là phần mềm miễn phí do giáo sư toán học
Steven G. Johnson và nhóm nghiên cứu vật lý Joannopoulos tại viện công nghệ
Massachusetts sáng tạo ra, phần mềm MPB hiện nay chạy trên môi trường Linux
Debian. Trong đề tài dùng phần mềm MPB để khảo sát độ rộng vùng cấm của
các tinh thể quang tử một chiều, hai chiều và ba chiều có cấu trúc mạng kim
cương. Trên cơ sở đó tạo ra các loại khuyết tật và tính toán mức năng lượng
truyền qua. Tinh thể quang tử một chiều rất ít đưa vào ứng dụng, trong khi đó
việc nghiên cứu trinh thể quang tử ba chiều còn rất nhiều khó khăn, nên trong đề
tài tập trung chủ yếu nghiên cứu tinh thể quang tử hai chiều. Phạm vi của đề tài
chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu khai thác phần mềm MPB và ứng dụng mô phỏng
tinh thể quang tử, các kết quả tính toán dự kiến sẽ hỗ trợ cho việc nghiên cứu
thực nghiệm và thiết kế tinh thể quang tử.Cấu trúc của luận văn bao gồm 3 chương chính, ngoài ra còn phần mở
đầu, kết luận. Tài liệu tham khảo được trình bày cuối luận văn, cụ thể như sau:
Mục lục.
Các chữ viết tắt trong luận văn.
Các bảng trình bày trong luận văn.
Các hình trình bày trong luận văn.
Mở đầu.
Chương 1: Tổng quan về tinh thể quang tử.
Chương 2: Phương pháp luận.
Chương 3: Kết quả và bàn luận.
Kết luận
Tài liệu tham khảo.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links