Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок
Within models of the effective masses and rectangular potentials the exciton energy spectrum in cylindrical closed nanoheteosystem is investigated at the infinite increase of the heights of two outer quantum dots. The principle ability of approximating the two barrier open system by three well close...
Saved in:
| Published in: | Праці наукового товариства ім. Шевченка |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Західний науковий центр НАН України і МОН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75366 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок / М. Ткач, О. Маханець, М. Довгонюк, Н. Цюпак // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 373-382. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859713770215964672 |
|---|---|
| author | Ткач, М. Маханець, О. Довгонюк, М. Цюпак, Н. |
| author_facet | Ткач, М. Маханець, О. Довгонюк, М. Цюпак, Н. |
| citation_txt | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок / М. Ткач, О. Маханець, М. Довгонюк, Н. Цюпак // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 373-382. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Праці наукового товариства ім. Шевченка |
| description | Within models of the effective masses and rectangular potentials the exciton energy spectrum in cylindrical closed nanoheteosystem is investigated at the infinite increase of the heights of two outer quantum dots. The principle ability of approximating the two barrier open system by three well closed system is proven. This makes it possible to obtain the exciton binding energy in open systems .
|
| first_indexed | 2025-12-01T07:05:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
Fiziqni� zbirnik NTX t�� ���� p� ���
EVOL�CI� EKSITONNOGO SPEKTRA U
TRI�MNI� ZAKRITI� CILINDRIQNI�
KVANTOVI� TOQCI PRI BEZME�NOMU
ZROSTANNI VISOT DVOH ZOVNIXNIH
KVANTOVIH TOQOK
Mikola TKAQ� Oleksandr MAHANEC��
Mikola DOVGAN�K� Natali� C�PAK
Qernivec�ki� nacional�ni� universitet
imen� �ri� Fed�koviqa�
vul� Koc�bins�kogo �� Qernivci �����
e�mail� ktf chnu�edu�ua
Redakci� otrimala statt� �� s�qn� ���� r�
U nabli�enni efektivnih mas � pr�mokutnih potencialiv do�
slid�eno energetiqni� spektr eksitonu v cilindriqni� zakriti�
tri�mni� kvantovi� toqci ta �ogo perehid u vidpovidni� spektr pro�
sto� vidkrito� cilindriqno� kvantovo� toqki pri bezme�nomu zro�
stanni visot dvoh zovnixnih kvantovih toqok� Pokazano principo�
vu mo�livist� aproksimaci� cilindriqno� dvobar��rno� vidkrito�
sistemi tri�mno� zakrito� sistemo�� Doslid�eni� mehanizm
perehodu da� zmogu viznaqiti energi� zv��zku eksitonu v cilin�
driqnih vidkritih nanosistemah�
�� VSTUP
Suqasni eksperimental�ni mo�livosti� zokrema metodi ionnogo
zamiwenn� ta metal�organiqno� epitaksi�� da�t� zmogu virowuvati napi�
vprovidnikovi kvantovi droti z aksial�no� geterostrukturo� ��� ���
Zale�no vid vza�mnogo roztaxuvann� napivprovidnikovih materialiv�
wo realizu�t� geterosistemu� rozrizn��t� kvantovo obme�eni za�
kriti
ta rezonansno�tunel�ni vidkriti
strukturi� Perspektivi vi�
koristann� zakritih kvantovih toqok KT
� roztaxovanih u kvanto�
vih drotah KD
� �k elementno� bazi kvantovogo komp��tera neodno�
razovo obgovor�valis� v literaturi ��� ���
Prote ostannimi rokami znaqno zrosla kil�kist� doslid�en� vid�
kritih� abo rezonansno�tunel�nih napivprovidnikovih geterostruk�
tur� Ce pov��zano z unikal�nimi mo�livost�mi �hn�ogo zastosuvann�
dl� vigotovlenn� pol�ovih tranzistoriv� diodiv � kvantovih kaskadnih
lazeriv �
��
PACS numbers� ������Hb� ������La� ������Kc� � ��
Jv
��� M� Tkaq ta �n�
Odnak dl� stvorenn� teori� eksitonnogo spektra z urahuvann�m
vza�modi� mi� elektronom i dirko� u vidkritih nanosistemah matema�
tiqni metodi� �ki �dobre prac��t�� u vipadku zakritih sistem� ne �
zastosovnimi� Taka � situaci� vinika� i v teori� vza�modi� elektroniv
qi eksitoniv z fononami� oskil�ki i v c�omu razi �ne prac��t�� meto�
di kvantovo� teori� pol��
Dl� togo� wob obi�ti zgadani viwe principovi teoretiqni trudnowi
pri pobudovi teori� eksitonnogo spektra u vidkriti� odno�mni� cilin�
driqni� KT CKT
z dvoma tunel�no�prozorimi bar��rami v cilin�
driqnomu KD CKD
� proponu�t�s� aproksimuvati c� nanosistemu
vidpovidno� zakrito� tri�mno� CKT z dvoma zovnixnimi �mami du�
�e velikih rozmiriv� Pri c�omu budut� viznaqeni rozmiri h� � h�
oboh zovnixnih �m� pri �kih stacionarni� spektr i hvil�ovi funkci�
eksitonu tri�mno� zakrito� CKT z potribno� toqnist� perehod�t�
vidpovidno u kvazistacionarni� spektr� i hvil�ovi funkci� prosto� vid�
krito� CKT u CKD�
Tobto vidkritu CKT mo�na rozgl�dati �k graniqni� vipadok za�
krito� tri�mno� CKT� u �ki� rozmiri oboh zovnixnih �m pr�mu�t� do
fiziqno� bezme�nosti�
�� TEORI� EKSITONNOGO SPEKTRA V ZAKRITI� TRI�
�MNI� CKT
Vivqatimemo skladni� cilindriqni� napivprovidnikovi� kvantovi�
drit� �ki� mistit� tri kvantovi toqki odnakovogo materialu seredo�
viwe ���
� wo rozdileni mi� sobo� xarom inxogo materialu seredovi�
we ���
� Radius kvantovogo drotu �� � visoti KT h� � h� � h� i tovwini�
v zagal�nomu vipadku riznih� xariv�bar��riv �� � �� � wo viddil��t�
kvantovi toqki� vva�a�t�s� vidomimi i pokazani na ris� �b� Oqevid�
no� wo taka nanosistema � skladno� zakrito�� a energetiqni� spektr
kvaziqastinok u ni� stacionarni��
�k baqimo z ris� �� pri h� � �� h� � � skladna zakrita tri�
�mna CKT perehodit� u prostu zakritu CKT u KD ris� �a
� a pri
h� �� � h� �� � u prostu vidkritu ris� �v
� Oqevidno� wo spektr
kvaziqastinok pri c�omu perehodit� u kvazistacionarni� z vidpovidni�
mi rezonansnimi energi�mi ta rezonansnimi xirinami�
Zrozumilo� wo dl� doslid�enn� eksitonnogo spektra spoqatku ne�
obhidno pobuduvati teori� spektra ta hvil�ovih funkci� elektrona i
dirki� wo ne vza�modi�t��
Oskil�ki c� teori� dl� oboh kvaziqastinok cilkom ekvivalentna�
podal�xi mirkuvann� navedemo na prikladi elektrona� Wob zna��
ti spektr i hvil�ovi funkci� elektrona v skladni� zakriti� tri�mni�
CKT� zobra�eni� na ris� �b� potribno rozv��zati stacionarne rivn�nn�
Xredingera
�
H� �r
� E� �r
�
z gamil�tonianom
�
H � �
�
�
�
�r
�
� �r
�r� U �r
� �
Evol�c�� eksitonnogo spektra��� ��
Ris� �� Geometriqni ta energetiqni shemi prosto� zakrito� a
� tri�
�mno� zakrito� b
ta prosto� vidkrito� v
CKT u KD�
de efektivni masi ta potencial�ni energi� ma�t� taki� vigl�d�
� �r
� � z
�
n
��� seredoviwe ���
��� seredoviwe ���
� �
U �r
� U �� �� z
�
�
�� � � ��
�� seredoviwe ���
U�� seredoviwe ���
�
U cilindriqni� sistemi koordinat zminni u rivn�nni �
rozdil��t��
s�� i hvil�ova funkci� stacionarnih staniv elektrona nabuva� takogo
vigl�du�
� z� �� �
� F z
Jm
�
Xn�m
�
��
�
eim�� �
Tut m � ���������� � magnitne kvantove qislo� Xn�m � nuli funkci�
Bessel�� n� � �� �� ��� � radial�ne kvantove qislo� wo numeru� nuli
funkci� Bessel� pri fiksovanomu m �
Rozv��zki vidpovidnogo rivn�nn� Xredin era dl� funkci� F z
u
vsih oblast�h tri�mno� zakrito� CKT otrimu�t�s� u vigl�di ����
F �
nzn�mz
�
������������
�����������
F
���
nzn�m � A�e
k�z� �� � z � �z�
F
���
nzn�m � B� cos k�z
�B� sin k�z
� �z� � z � �z�
F
���
nzn�m � C�e
k�z � C�e
�k�z �z� � z � �
F
���
nzn�m � D� cos k�z
�D� sin k�z
� � � z � z�
F
���
nzn�m � L�e
k�z � L�e
�k�z� z� � z � z�
F
���
nzn�m �M� cos k�z
�M� sin k�z
� z� � z � z�
F
���
nzn�m � G�e
�k�z� z� � z ��
�
��� M� Tkaq ta �n�
de k�� � �����
�E �X�
n�m��
�
� � k
�
� � �����
� U� �E
�X�
n�m��
�
� �
Vikoristovu�qi umovi neperervnosti hvil�ovih funkci�
i po�
tokiv gustini �movirnosti na vsih me�ah podilu nanogeterosistemi
z � �z�� z � �z�� z � �� z � z�� z � z�� z � z�
� a tako�
umovu normuvann� hvil�ovih funkci�
�Z
�
jFnzn�m z
j
� dz � �� �
otrimu�mo analitiqni virazi dl� vsih koefici�ntiv A�� Bi� Ci�Di� Li �
Mi� G� � i � �� �
� ot�e� odnoznaqno znahodimo elektronni hvil�ovi
funkci� �
� ta dispersi�ne rivn�nn� dl� viznaqenn� spektra energi�
elektrona Enz n�m
� � e��k�z���
�� e��k�z���
� �
�
cos k�z�
����e
�k��z��z��
� sin k�z�
� � ��e
�k��z��z��
cos k�z�
� � ��e�k��z��z��
� sin k�z�
� ���e�k��z��z��
�
de
�
��k�
��k�
� �� �
sin k�z�
� cos k�z�
sin k�z�
� cos k�z�
�
�� �
�� � �� tg k�z�
���
�� � �� tg k�z�
���
�
�� �
cos k�z�
� sin k�z�
cos k�z�
� sin k�z�
�
�� �
cos k�z�
�� ��
� sin k�z�
�� �
cos k�z�
� � ��
� sin k�z�
�� �
�
�
Aksial�ne kvantove qislo nz numeru� rozv��zki rivn�nn� �
za fik�
sovanih kvantovih qisel n� � m �
Zaznaqimo� wo graniqnim perehodom h� � � � h� � � z rivn�nn� �
legko otrimati dispersi�ne rivn�nn�
�
cos k�z�
� sin k�z�
sin k�z�
� cos k�z�
� �
�ke viznaqa� energetiqni� spektr kvaziqastinki E
�z�
Nz n�m
u prosti�
zakriti� kvantovi� toqci� roztaxovan�� u kvantovomu droti ris� �a
�
Ot�e� energetiqni� spektr E
�e�h�
nzn�m � hvil�ovi funkci� �
�e�h�
nzn�m �r
elektrona ta dirki u tri�mni� zakriti� CKT u CKD povnist� vizna�
qeni�
Dl� doslid�enn� eksitonnih staniv u tri�mni� CKT u CKD treba
rozv��zuvati stacionarne rivn�nn� Xredin era
�
H ex �re� �rh
�ex �re� �rh
� Eex�ex �re� �rh
��
Evol�c�� eksitonnogo spektra��� ���
z gamil�tonianom
�
H ex �re� �rh
�
�
H
�e�
�re
�
�
H
�h�
�rh
� U j�re � �rhj
�Eg� � ��
de Eg� � xirina zaboroneno� zoni materialu kvantovih toqok�
�
H
�e�h�
� gamil�toniani elektrona ta dirki �
� �k� ne vza�mod��t� m�� sobo��
U j�re � �rhj
� potencial�na energi� vza�modi� elektrona ta dirki
U j�re � �rhj
� �
e�
�re� �rh
j�re � �rhj
� ��
Rivn�nn� Xredin era z gamil�tonianom ��
toqno ne rozv��zu�t��
s�� Prote vrahovu�qi� wo elektron i dirka perebuva�t� golovnim
qinom u oblasti kvantovih �m cilindriqno� nanosistemi seredoviwe
���
� a tako� te� wo energi� rozmirnogo kvantuvann� znaqno pereviwu�
energi� vza�modi� cih kvaziqastinok dl� �ogo nabli�enogo rozv��zku�
docil�no skoristatis� teori�� zburen� ���� Energetiqni� spektr ek�
sitonu otrimu�mo u vigl�di
E
nezn
e
�m
e
nhzn
h
�m
h � Eg �Ee
nzn�m �Eh
nzn�m ��E
nezn
e
�m
e
nhzn
h
�m
h � ��
de E
�e�h�
nzn�m � rozv��zki vidpovidnih dispersi�nih rivn�n� �
�
�E
nezn
e
�m
e
nhzn
h
�m
h � �
e�
�
ZZ ����nezn
e
�m
e
nhzn
h
�m
h �re� �rh
����
j�re � �rhj
d��red
��rh ��
� energi� zv��zku elektrona i dirki�
� � � dielektriqna proniknist�
materialu kvantovih toqok� a hvil�ovi funkci� stacionarnih staniv ek�
sitonu �
nezn
e
�m
e
nhzn
h
�m
h �re� �rh
viznaqa�t�s� vidomimi hvil�ovimi funkci�mi
stacionarnih staniv elektrona i dirki�
�
nezn
e
�m
e
nhzn
h
�m
h �re� �rh
� �nezn
e
�m
e �re
�nhzn
h
�m
h �rh
� �
Hoqa iz zagal�nih mirkuvan� zrozumilo� wo pri h�� h� �� tri�m�
na zakrita CKT perehodit� u prostu vidkritu� odnak otrimati spektr
elektrona prosto� vidkrito� CKT graniqnim perehodom h�� h� � �
u rivn�nni �
analitiqno nemo�livo� Tomu va�livo dosliditi evo�
l�ci� spektral�nih harakteristik elektrona� dirki i eksitonu pri
velikih� ale skinqennih znaqenn�h visot CKT h� i h� �
�� EVOL�CI� STACIONARNOGO SPEKTRA ELEKTRO�
NA� DIRKI TA EKSITONU VNASLIDOK ZBIL�XEN�
N� ROZMIRIV ZOVNIXNIH �M TRI�MNO� ZAKRITO�
CKT DO KVAZISTACIONARNOGO PROSTO� VIDKRI�
TO� CKT U CKD
Dl� togo wob zgidno z vikladeno� viwe teori�� detal�no proanali�
zuvati proces peretvorenn� stacionarnogo eksitonnogo spektra tri�
�mno� zakrito� CKT na kvazistacionarni� spektr prosto� vidkrito�
��� M� Tkaq ta �n�
CKT� neobhidno doslid�uvati povedinku �movirnoste� perebuvann�
ci�� kvaziqastinki u me�ah vnutrixn�o� CKT pri zmini h� i h� ����
W
nhzn
h
�m
h
nezn
e
�m
e �Wnezn
e
�m
eWnhzn
h
�m
h � ��
de
Wnizn
i
�m
i �
z�Z
�z�
���F i
nizn
i
�m
i z
���� dz� i � e�h
� ��
Usi obqislenn� vikonuvali na prikladi sistemi � �HgS�� �CdS �
material�ni parametri �ko� dobre vidomi ����
Na ris� � �k priklad pokazano formuvann� smugi eksitonnogo
kvazistacionarnogo stanu KSS
�z rezonansno� energi�� E
����v�
��� ta
xirino� G
����v�
��� � Tam �e pokazano �k utvor��t�s� vidpovidni KSS
elektrona dirki
zi svo�mi rezonansnimi energi�mi E
�e�h��v�
��� ta xiri�
nami �
�e�h��v�
��� �
z ris� �a baqimo� wo pri nevelikih rozmirah zovnixnih �m h �
��aHgS
stacionarni spektri usih tr�oh kvaziqastinok diskretn� z ve�
likimi bliz�kimi do odinici
znaqenn�mi �movirnosti v okoli pra�
rezonansnih energi� �E same pon�tt� ta vlastivosti prarezonansnih
energi� detal�no analizuvali u ���
i mal� � v xirxih me�ah� Pri ta�
kih rozmirah h zovnixnih �m dl� �odno� z kvaziqastinok we ne mo�na
vvesti pon�tt� xirin diskretnih smug obabiq prarezonansnih rivniv�
u �kih vikonuvalis� b umovi�
�W
�e�h�
�nz�����
�W
�e�h�
nz��
� �W
�e�h�
Nz��
�W
�nez�����
nhz��
��
�W
nez��
nhz��
� �W
Ne
z��
Nh
z ��
� ��
Pri h � ����aHgS ris� �b
dl� vsih kvaziqastinok elektroniv�
dirok� eksitoniv
we ne vikonu�t�s� umovi viniknenn� xirin ��
diskretnih smug� hoqa v�e sta� pomitnim �h kvazilorenc�vs�ki� kon�
tur� Pri h � �����aHgS ris� �v
usi diskretni smugi harakterizu�
�t�s� svo�mi xirinami ��h����
��e����
�����
���
i prarezonansnimi energi��
mi �Eh
����
�Ee
����
�E���
���
� Ci veliqini v zakriti� tri�mni� CKT ma��e
ne vidrizn��t�s� vid rezonansnih energi� E
h�v�
��� � E
e�v�
��� � E
����v�
���
i xirin
�
h�v�
��� ��
e�v�
��� ��
����v�
���
vidkrito� odno�mno� CKT ris� �g
� viznaqenih z
pol�siv Sn�m E
�matrici ����
Na ris� � zobra�eno zale�nist� vid rozmiriv zovnixnih �m h � h� �
h� xirin ��
Ne
z��
Nh
z ��
diskretnih eksitonnih smug u osnovnomu ta kil�koh
zbud�enih prarezonansnih stanah pri �� � � aHgS � �� � �� � � aCdS �
h� � �
aHgS � �k baqimo z risunka� dl� vsih diskretnih eksitonnih
smug mo�na vvesti pon�tt� xirini todi� koli znaqenn� h pereviwu�
����aHgS � Pri c�omu xirini ��
Ne
z ��
Nh
z ��
v zakriti� tri�mni�CKT zav�di
Evol�c�� eksitonnogo spektra��� ���
330 335 340 345 350
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
E,
W
e n z 1
0
~E110=340.05 h=500aHgS
250 252 254 256 258 260
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
h=500aHgS
W
h n z 1
0
E,
E110=255,19~
1090 1092 1094 1096 1098 1100
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1
0
1
0
nh zne z
h=500aHgS
E,
W
~E110
110=1095,24
330 335 340 345 350
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6 ~E110
h=3000aHgS
E,
W
e n z 1
0
250 252 254 256 258 260
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
E110
~
h=3000aHgS
E,
W
h n z 1
0
1090 1092 1094 1096 1098 1100
0,00
0,08
0,16
0,24
0,32
0,40
nh z
1
0
1
0
ne z
E110
110
~
W
E,
h=3000aHgS
330 335 340 345 350
0,00
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
W
e n z 1
0
E,
~
110=0.499
E110=340.07~
h=20000aHgS
250 252 254 256 258 260
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
~
110=0,126
~E110=255,24 h=20000aHgS
E,
W
h n z 1
0
1090 1092 1094 1096 1098 1100
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
1
0
nh z
1
0
ne z
E,
W
~110
110=0.625
~E110
110
h=20000aHgS
330 335 340 345 350
0
1x105
2x105
3x105
4x105
5x105
6x105
7x105
h
E,
W
e(
)
1
1
0
( )
110
=0.498
E( )
11 =340.078
250 252 254 256 258 260
0,0
2,0x105
4,0x105
6,0x105
8,0x105
1,0x106
( )
110=0.139
E( )
11 =255.23
E,
W
h(
)
1
1
0 h
1090 1092 1094 1096 1098 1100
0
1x1010
2x1010
3x1010
4x1010
5x1010
6x1010
7x1010
1
1
0(
)
1
1
0
W
E( )11
11
=1095.307
E,
h
( )11
110 =0,637
h ex
Ris� �� Evol�ci� funkci� rozpodilu W e
nz���W
h
nz���W
nz��
nz��
�movirno�
ste� perebuvann� elektrona� dirki ta eksitonu vseredini zakrito�
CKT do funkci� vidkrito� CKT W
e�v�
��� �W
h�v�
��� �W
nz���v�
���
zi zmino� roz�
miru h � h� � h� zovnixnih �m pri �� � �aHgS � �� � �� � �aCdS �
h� � �
aHgS �
bil�xi� ni� vidpovidni �m xirini �
Ne
z ���v�
Nh
z ��
� �
e�v�
N �
z��
� �
h�v�
Nz��
u vidkriti�
sistemi� viznaqen� z pol�siv Sn�m E
�matrici ���� Pri zbil�xenni h
��� M� Tkaq ta �n�
prarezonansni xirini ��
Ne
z��
Nh
z ��
asimptotiqno pr�mu�t� do rezonansnih
xirin neperervnih eksitonnih smug �
Ne
z���v�
Nh
z ��
u vidkriti� CKT� �k i
ma� buti z fiziqnih mirkuvan��
0 1 2 3 4 5
0
1
2
3
4
5
1 1 0( )
1 1 0
2 1 0( )
1 1 0
1 1 0( )
2 1 0
2 1 0( )
2 1 0
~
~
~
~2 1 0
2 1 0
1 1 0
2 1 0
2 1 0
1 1 0
1 1 0
1 1 0
h 103,aHgS
~N
e z1m
N
h z1m
,
Ris� �� Zale�nist� prarezonansnih xirin ��Ne��
Nh��
diskretnih smug
eksitonu vid rozmiru h zovnixnih �m pri �� � �aHgS ��� � �� �
�aCdS � h� � �
aHgS �
Rezonansni energi� eksitonnogo spektra� perenormovani elektron�
dirkovo� vza�modi��� viznaqa�t�s� �k graniqni� vipadok prarezo�
nansnih energi� tri�mno� zakrito� CKT�
Z ci�� meto� obqisl��mo energi� zv��zku elektrona i dirki u
kvazistacionarnih stanah vidkrito� CKT �k graniqni� perehid vid
energi� zv��zku elektrona i dirki u prarezonansnih stanah
�E
Ne
zn
e
�m
e
Nh
z n
h
�m
h � lim
h��
� �E
Ne
zn
e
�m
e
Nh
z n
h
�m
h � ��
Zale�nist� energi� zv��zku � �E���
��� ��
�E���
���
elektrona z dirko� u
prarezonansnih stanah z energi�mi �Ee
���
�Eh
���
i
�Ee
���
�Eh
���
vid rozmiru
h zovnixnih �m pri riznih znaqenn�h tovwini potencial�nogo bar��ra
� tri�mno� zakrito� CKT pokazana na ris� ��
Za vidsutnosti zovnixnih �m h � �
znaqenn� energi� zv��zku
� �E���
��� � �
�E���
��� elektrona i dirki zbiga�t�s� �z znaqenn�mi energi� cih
�e kvaziqastinok u prosti� zakriti� CKT u CKD� na wo � slid bulo
oqikuvati z fiziqnih mirkuvan�� Pri zbil�xenni rozmiru �m h
zna�
qenn� energi�
���� �E���
���
��� � ���� �E���
���
��� spada�t� i pri dosit� velikih roz�
mirah h zbiga�t�s� do znaqen� energi� zv��zku
���E���
���
�� � ���E���
���
�� ek�
Evol�c�� eksitonnogo spektra��� ���
sitonu u vidpovidnih KSS� �k baqimo z ris� �� wo bil�xa tovwina
bar��riv � � to povil�nixe zmenxu�t�s� znaqenn�
���� �E���
���
��� � ���� �E���
���
��� �
0 2 4 6 8 10
-50
-40
-30
-20
-10
0
~
=5
=4
=0.5
=1
=1.5 =2
=2.5
=3
E1
1
0
1
1
0,
h,aHgS103 0 2 4 6 8 10
-50
-40
-30
-20
-10
0
~
=5
=4
=0.5
=1
=1.5
=2
=2.5
=3
E2
1
0
2
1
0,
h,aHgS103
Ris� �� Zale�nist� energi� zv��zku eksitonu � �E���
��� � �
�E���
���
vid roz�
miru h � h� � h� zovnixnih �m pri riznih znaqenn�h tovwin bar��riv
� � �� � �� ta �� � �aHgS �� � �aCdS � h� � �
aHgS �
Taku povedinku energi� zv��zku eksitonu legko zrozumiti iz pro�
stih fiziqnih mirkuvan�� Spravd�� zbil�xenn� rozmiru h
zovnixnih
�m pri fiksovanomu � zmenxu� �movirnist� znahod�enn� elektrona i
dirki u prarezonansnih stanah vnutrixn�o� �mi� zbil�xu�qi �movir�
nist� perebuvann� oboh kvaziqastinok u zovnixnih �mah� de efektivna
vidstan� mi� nimi zbil�xu�t�s�� Oskil�ki pri c�omu zmenxu�t�s� pe�
rekritt� hvil�ovih funkci� elektrona i dirki� zmenxu�t�s� � energi�
�hn�ogo zv��zku v eksiton� Vodnoqas zrostann� tovwini � potencial��
nogo bar��ra pri fiksovanomu rozmiri h zovnixnih �m privodit� do vse
bil�xo� lokalizaci� elektrona i dirki v oblasti vnutrixn�o� �mi� zbil��
xu�qi vidpovidnu energi� zv��zku eksitonu u prarezonansnih stanah�
Zrozumilo� wo pri � � � energi� zv��zku eksitonu
�
�E
Ne
z ���v�
Nh
z ��
v
KSS perehod�t� u vidpovidni �m energi� �E
Ne
z���z�
Nh
z ��
zv��zku eksitonu v
prosti� zakriti� CKT u CKD�
�� VISNOVKI
Pokazano� wo prosta vidkrita dvobar��rna CKT u KD zav�di i dosit�
toqno mo�e buti aproksimovana vidpovidno� tri�mno� zakrito�
CKT u CKD� Doslid�eni� mehanizm perehodu da� zmogu rozv��zati
zadaqu pro eksitonni� spektr prosto� vidkrito� CKT� vikoristovu�
�qi hvil�ovi funkci� stacionarnih staniv elektrona i dirki zakrito�
tri�mno� CKT z dosit� velikim rozmirom zovnixnih xariv��m�
��� M� Tkaq ta �n�
L�TERATURA
��� Thelander C�� Agarwal P�� Brongersma S� Nanowire � based one � di�
mensional electronics� Materialstoday� ����� �� ����
�
��� Lauhon L�J�� Mark S� G�� Lieber C� M� Semiconductor nanowire het�
erostructures� Phil� Trans� R� Soc� ����� ���� ����������
��� Xuedong H�� Das Sarma S� Hilbert�space structure of a solid�state quan�
tum computer� Two�electron states of a double�quantum�dot arti�cial
molecule Phys� Rev�A� ����� ��� ������������
�
��� Burkard G�� Seelig G�� Loss D� Spin interactions and switching in verti�
cally tunnel�coupled quantum dots� Phys� Rev� B� ����� ��� �
����
���
�
� Alferov ��I�� Aseev A�L�� Gaponov S�V� Nanomaterialy i nano�
tehnologii� Nano� i mikrosistemna� tehnika� ����� � �����
��� Tkaq M�V�� Mahanec� O�M�� Dovgan�k M�M� Elektronni� i eksiton�
ni� spektri u zakriti� podvi�ni� kvantovi� toqci� wo roztaxovana
u kvantovi� drotini cilindriqno� formi� �urn� f�z� dosl� �����
��� ��� ��������������
��� Tkach M�� Seti Ju� Exiton in closed and opened quantum dot Cond�
Matters Physics� ����� �
� �� ��
� ������
��� Tkaq M�V�� Mahanec� M�O�� Dovgan�k M�M� Evol�ci� elektronnogo
spektra v tri�mni� zakriti�cilindriqni� kvantovi� toqci u kvan�
tovomu droti pri zmini visot zovnixnih vantovih toqok� Fizika i
himi� tverdogo tila� ����� �
� � �� ��
��
��
��� Tkaq M�V�� Mahanec A�M�Spektry i vremena �izni kvaziqastic v
otkryto� kvantovo� toqke� okru�enno� odinakovymi bar�erami
v cilindriqesko� kvantovo� provoloke� Fizika tverdogo tela�
���
� ��� vyp� ��
��
�
EVOLUTION OF EXCITON SPECTRUM IN THREE WELL
CLOSED CYLINDRICAL NANOHETEROSYSTEM
AT THE INFINITE INCREASE OF THE HEIGTHS OF TWO
OUTER QUANTUM DOTS
Mykola TKACH� Olexander MAKHANETS� Mykola DOVGANIUK�
Natalia TSIUPAK
Yurii Fedkovich Chernivtsi National University
���� Chernivtsi� Kotcibinsky Str� �
e�mail� ktf�chnu�edu�ua
Within models of the e ective masses and rectangular potentials� the exci�
ton energy spectrum in cylindrical closed nanoheteosystem is investigated at
the in�nite increase of the heights of two outer quantum dots� The principle
ability of approximating the two barrier open system by three well closed sys�
tem is proven� This makes it possible to obtaine the exciton binding energy
in open systems�
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75366 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1563-3569 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T07:05:57Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Західний науковий центр НАН України і МОН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ткач, М. Маханець, О. Довгонюк, М. Цюпак, Н. 2015-01-29T14:44:26Z 2015-01-29T14:44:26Z 2011 Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок / М. Ткач, О. Маханець, М. Довгонюк, Н. Цюпак // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 373-382. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 1563-3569 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75366 Within models of the effective masses and rectangular potentials the exciton energy spectrum in cylindrical closed nanoheteosystem is investigated at the infinite increase of the heights of two outer quantum dots. The principle ability of approximating the two barrier open system by three well closed system is proven. This makes it possible to obtain the exciton binding energy in open systems . uk Західний науковий центр НАН України і МОН України Праці наукового товариства ім. Шевченка Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок Evolution of exciton spectrum in three well closed cylindrical nanoheterosystem at the infinite increase of the heigths of two outer quantum dots Article published earlier |
| spellingShingle | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок Ткач, М. Маханець, О. Довгонюк, М. Цюпак, Н. Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" |
| title | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок |
| title_alt | Evolution of exciton spectrum in three well closed cylindrical nanoheterosystem at the infinite increase of the heigths of two outer quantum dots |
| title_full | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок |
| title_fullStr | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок |
| title_full_unstemmed | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок |
| title_short | Еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок |
| title_sort | еволюція екситонного спектру у триямній закритій циліндричній квантовій точці при безмежному зростанні висот двох зовнішніх квантових точок |
| topic | Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" |
| topic_facet | Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75366 |
| work_keys_str_mv | AT tkačm evolûcíâeksitonnogospektruutriâmníizakritíicilíndričníikvantovíitočcípribezmežnomuzrostannívisotdvohzovníšníhkvantovihtočok AT mahanecʹo evolûcíâeksitonnogospektruutriâmníizakritíicilíndričníikvantovíitočcípribezmežnomuzrostannívisotdvohzovníšníhkvantovihtočok AT dovgonûkm evolûcíâeksitonnogospektruutriâmníizakritíicilíndričníikvantovíitočcípribezmežnomuzrostannívisotdvohzovníšníhkvantovihtočok AT cûpakn evolûcíâeksitonnogospektruutriâmníizakritíicilíndričníikvantovíitočcípribezmežnomuzrostannívisotdvohzovníšníhkvantovihtočok AT tkačm evolutionofexcitonspectruminthreewellclosedcylindricalnanoheterosystemattheinfiniteincreaseoftheheigthsoftwoouterquantumdots AT mahanecʹo evolutionofexcitonspectruminthreewellclosedcylindricalnanoheterosystemattheinfiniteincreaseoftheheigthsoftwoouterquantumdots AT dovgonûkm evolutionofexcitonspectruminthreewellclosedcylindricalnanoheterosystemattheinfiniteincreaseoftheheigthsoftwoouterquantumdots AT cûpakn evolutionofexcitonspectruminthreewellclosedcylindricalnanoheterosystemattheinfiniteincreaseoftheheigthsoftwoouterquantumdots |