Зміни оптичних властивостей напівпровідникових квантових точок під впливом зовнішнього електричного поля
Анотація
Вплив квантового обмеження на енергетичні спектри сферичних напівпровідникових квантових точок (КТ), виготовлених із CdSe, GaP та GaAs, досліджується за допомогою моделі частинки в сферичній потенціальній ямі. Ми виводимо дискретні енергетичні рівні для електронів і дірок, демонструючи, що відстань між рівнями квадратично зростає зі зменшенням радіуса точки (∝ 1/R²). Аналітичні вирази для лінійного та третього порядку нелінійних коефіцієнтів міжрівневого оптичного поглинання отримані за допомогою формалізму матриці густини з урахуванням внутрішньозонної релаксації та зсувів Штарка, індукованих зовнішнім статичним електричним полем. Чисельні результати для КТ GaAs показують, що прикладене поле F = 100 кВ/см спричиняє значне розширення спектра та зменшення пікового значення до 50% при високих інтенсивностях світла. Наші результати демонструють, що як розмір точки, так і зовнішні поля є ефективними параметрами налаштування оптичної відповіді квантових точок, що має значення для створення настроюваних лазерів та електрооптичних модуляторів.
Завантаження
Посилання
R.D. Schaller, and V.I. Klimov, Phys. Rev. Lett. 92, 186601 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.186601
C. Wang, M. Shim, and P. Guyot-Sionnest, Science 291, 2390 (2001). https://doi.org/10.1126/science.291.5512.2390
J. Sinclair, and E. Dagotto, An introduction to quantum dots: Confinement, synthesis, artificial atoms and applications, (Univ. Tennessee, Knoxville, 2009).
P. Michler, Single Quantum Dots: Fundamentals, Applications and New Concepts (Springer, Berlin, 2003).
P. Martyniuk, and A. Rogalski, Prog. Quantum Electron. 32, 89 (2008). https://doi.org/10.1016/j.pquantelec.2008.07.001
A.A. Lagatsky, et al., Prog. Quantum Electron. 34, 1 (2010). https://doi.org/10.1016/j.pquantelec.2009.11.001
T. Kippeny, L.A. Swafford, and S.A. Rosenthal, J. Chem. Educ. 79, 1094 (2002). https://doi.org/10.1021/ed079p1094
L.E. Brus, J. Chem. Phys. 79, 5566 (1983). https://doi.org/10.1063/1.445676
X. Gao, et al., Nat. Biotechnol. 22, 969 (2004). https://doi.org/10.1038/nbt994
P.V. Kamat, J. Phys. Chem. C 112, 18737 (2008). https://doi.org/10.1021/jp806791s
P. Senellart, et al., Nat. Nanotechnol. 12, 1026 (2017). https://doi.org/10.1038/nnano.2017.218
J. Liu, et al., Phys. Rev. B 105, 045302 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.045302
A. Smith, and K. Kumar, J. Appl. Phys. 133, 124301 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0134112
M.R. Shcherbakov, et al., ACS Nano 18, 3105 (2024). https://doi.org/10.1021/acsnano.3c10204
J.M. Harbold, The electronic and optical properties of colloidal lead selenide semiconductor nanocrystals, Ph.D. dissertation, Cornell Univ., Ithaca, NY (2005).
L.E. Brus, J. Chem. Phys. 80, 4403 (1984). https://doi.org/10.1063/1.447218
R. Dingle, W. Wiegmann, and C.H. Henry, Phys. Rev. Lett. 33, 827 (1974). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.33.827
A. Harwit, and J.S. Harris Jr., Appl. Phys. Lett. 50, 685 (1987). https://doi.org/10.1063/1.98076
D. Ahn, and S.L. Chuang, Phys. Rev. B 35, 4149 (1987). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.35.4149
D. Ahn, and S.L. Chuang, J. Appl. Phys. 62, 1460 (1987). https://doi.org/10.1063/1.339638
L.C. West, and S.J. Eglash, Appl. Phys. Lett. 46, 1156 (1985). https://doi.org/10.1063/1.95901
B.F. Levine, et al., Appl. Phys. Lett. 50, 273 (1987). https://doi.org/10.1063/1.98213
S.Y. Yuen, Appl. Phys. Lett. 43, 813 (1983). https://doi.org/10.1063/1.94502
Y. Kayanuma, Phys. Rev. B 38, 9797 (1988). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.38.9797
L.W. Wang, and A. Zunger, Phys. Rev. B 53, 9579 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.53.9579
Авторське право (c) 2026 Камiлiддiн А. Корабоєв, Усман К. Сапаєв, Гайрат Х. Бакiров, Нiлуфар В. Джураєва, Мунiра Н. Казакова, Олiмджон З. Кодiров
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
