مطالعه خصوصیات الکترونی دو کره کوانتومی جایگزیده در سیم کوانتومی آلاییده با استفاده از حل معادلات شرودینگر و پواسون– شرودینگر

Abstract

ساختارهای کوانتومی به عنوان منبع پیشرفته نیم‌هادی در تولید نور می‌باشد و بررسی خصوصیات الکترونی و الکترواپتیکی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سیستم‌ها و منابع نور تک فوتونی یکی از اجزای اصلی طراحی سیستم‌های فوتونیک کوانتومی هستند و تلاش‌های زیادی برای تحقیق بر روی چنین منابعی صورت گرفته که از بین آنها نقاط کوانتومی نیم‌هادی به طور ویژه جذاب بوده و نقاط کوانتومی تعبیه شده در نانو سیم‌های نیم‌رسانا با سطوح انرژی و توابع موج مختلف، در نتیجه جذب و نشر فوتون‌های متفاوت، می‌توانند کاربردهای متنوعی داشته باشند.بنابراین در این مطالعه ابتدا خصوصیات الکترونی دو کره کوانتومی متقارن از جنس ایندیوم آرسناید درون استوانه کوانتومی گالیوم آرسناید با حل عددی معادله شرودینگر و با استفاده از نرم افزار کامسول بررسی و نتایج به دست آمده شامل ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی با نتایج به دست آمده از حل نظری و سایر کارهای مشابه مقایسه شده است. در این مرحله تحقیق اصلی استفاده از معادله خود سازگار پواسون – شرودینگر برای نانو ساختار‌های مورد مطالعه می‌باشد که با افزودن مقادیر مختلف ناخالصی، اثر ناخالصی‌ها را بر خصوصیات الکترونی نانو سیم کوانتومی و ساختار دو کره کوانتومی درون سیم کوانتومی به دست آورده و با نتایج حاصل از حل معادله شرودینگر در شرایط حدی مقایسه می‌گردد. نتایج به دست آمده نشان دهنده این است که تاثیر تغییرات شعاع کره‌های داخلی و مقادیر مختلف ناخالصی آلاییده شده در خصوصیات الکترونی نانو ساختار قابل توجه و تاثیر دما از دماهای پایین تا دمای محیط ناچیز می‌باشد.

Keywords

• ساختار کوانتومی
• معادله خودسازگار
• آلایش ناخالصی
• خصوصیات الکترونی