Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки
In mini-review, deals with the theory of exciton quasimolecules in a nanosystem consisting of double quantum dots of germanium synthesized in a silicon matrix. An exciton quasimolecule was formed as a result of the interaction of two spatially indirect excitons. It is shown that, depending on the di...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/762 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291945375825920 |
|---|---|
| author | Покутній, Сергій І. Терець, Андрій Д. |
| author_facet | Покутній, Сергій І. Терець, Андрій Д. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Покутній, Сергій І. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-03-25T09:24:48Z |
| description | In mini-review, deals with the theory of exciton quasimolecules in a nanosystem consisting of double quantum dots of germanium synthesized in a silicon matrix. An exciton quasimolecule was formed as a result of the interaction of two spatially indirect excitons. It is shown that, depending on the distance D between the surfaces of the quantum dots, spatially indirect excitons and of exciton quasimolecules was formedin the nanosystem.The binding energy of the singlet ground state of the exciton quasimolecule has been gigantic exceeding the binding energy of the biexciton in a silicon single crystal by almost two orders of magnitude. The emergence of a band of localized electron states in the band gap of the silicon matrix was found. This band of localized electron states appeared as a result of the splitting of electron levels in the chain of germanium quantum dots.
The nature of formation in the Ge/Si heterostructures was analyzed depending on the distance D between the surfaces of QDs SIEs and of exciton quasimolecules.It was shown that the binding energy of the ground singlet state of an exciton quasimolecule was gigantic, exceeding the binding energy of a biexciton in a silicon single crystal by almost two orders of magnitude.The possibility of using quasimolecules of excitons to create elements of silicon infrared nanooptoelectronics, including new infrared sensors, was established.
The emergence of a band of localized electron states in the band gap of the silicon matrix was found.In this case, the band of localized electron states appeared as a result of the splitting of electron levels in the chain of germanium QDs.It was shown that the movement of an electron along the zone of localized electron states in the linear chain of germanium QDs caused an increase in photoconductivity.The effect of increasing photoconductivity can make a significant contribution in the process of converting the energy of the optical range in photosynthesizing nanosystems. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2023.15.023 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:34Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-762 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:37Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7622024-03-25T09:24:48Z Theory of spatially indirect excitons in nanosystems containing double semiconductors quantum dots Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки Покутній, Сергій І. Терець, Андрій Д. spatially separated electrons and holes exciton quasimolecules binding energy Coulomb and exchange interaction electron tunneling splitting of electron states charge-transfer exciton quantum dots просторово розділений електрони і дірки екситонні квазімолекули енергія зв'язку кулонівська та обмінна взаємодія тунелювання електронів розщеплення електронних станів екситони із перенесенням заряду квантові точки In mini-review, deals with the theory of exciton quasimolecules in a nanosystem consisting of double quantum dots of germanium synthesized in a silicon matrix. An exciton quasimolecule was formed as a result of the interaction of two spatially indirect excitons. It is shown that, depending on the distance D between the surfaces of the quantum dots, spatially indirect excitons and of exciton quasimolecules was formedin the nanosystem.The binding energy of the singlet ground state of the exciton quasimolecule has been gigantic exceeding the binding energy of the biexciton in a silicon single crystal by almost two orders of magnitude. The emergence of a band of localized electron states in the band gap of the silicon matrix was found. This band of localized electron states appeared as a result of the splitting of electron levels in the chain of germanium quantum dots. The nature of formation in the Ge/Si heterostructures was analyzed depending on the distance D between the surfaces of QDs SIEs and of exciton quasimolecules.It was shown that the binding energy of the ground singlet state of an exciton quasimolecule was gigantic, exceeding the binding energy of a biexciton in a silicon single crystal by almost two orders of magnitude.The possibility of using quasimolecules of excitons to create elements of silicon infrared nanooptoelectronics, including new infrared sensors, was established. The emergence of a band of localized electron states in the band gap of the silicon matrix was found.In this case, the band of localized electron states appeared as a result of the splitting of electron levels in the chain of germanium QDs.It was shown that the movement of an electron along the zone of localized electron states in the linear chain of germanium QDs caused an increase in photoconductivity.The effect of increasing photoconductivity can make a significant contribution in the process of converting the energy of the optical range in photosynthesizing nanosystems. У міні-огляді розглядається теорія екситонних квазімолекул в наносистемі, що складається з подвійних квантових точок германію, синтезованих у кремнієвій матриці. У результаті взаємодії двох просторово непрямих екситонів виникала квазімолекула екситону. Показано, що в залежності від відстані D між поверхнями квантових точок у наносистемі утворюються просторово непрямі екситони та квазімолекули екситонів. Енергія зв'язку основного синглетного стану екситонної квазімолекули виявилася гігантською, майже на два порядки перевищувала енергію зв'язку біекситона в монокристалі кремнію. Виявлено виникнення смуги локалізованих електронних станів у забороненій зоні кремнієвої матриці. Ця смуга локалізованих електронних станів виникла в результаті розщеплення електронних рівнів у ланцюжку квантових точок германію. Проаналізовано природу утворення в гетероструктурах Ge/Si в залежності від відстані D між поверхнями просторово непрямих екситонів та екситонних квазімолекул. Встановлено можливість використання квазімолекул екситонів для створення елементів кремнієвої інфрачервоної нанооптоелектроніки, у тому числі нових інфрачервоних сенсорів. Виявлено виникнення смуги локалізованих електронних станів у забороненій зоні кремнієвої матриці. У цьому випадку смуга локалізованих електронних станів виникла внаслідок розщеплення електронних рівнів у ланцюжку квантових точок германію. Показано, що рух електрона вздовж зони локалізованих електронних станів у лінійному ланцюжку квантових точок германію викликає збільшення фотопровідності. Ефект підвищення фотопровідності може внести істотний внесок у процес перетворення енергії оптичного діапазону у фотосинтезуючих наносистемах. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-12-03 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/762 10.15407/Surface.2023.15.023 Surface; No. 15(30) (2023): Surface; 23-33 Поверхность; № 15(30) (2023): Поверхня; 23-33 Поверхня; № 15(30) (2023): Поверхня; 23-33 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2023.15 en https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/762/756 Авторське право (c) 2023 Сергій І. Покутній, Андрій Д. Терець |
| spellingShingle | просторово розділений електрони і дірки екситонні квазімолекули енергія зв'язку кулонівська та обмінна взаємодія тунелювання електронів розщеплення електронних станів екситони із перенесенням заряду квантові точки Покутній, Сергій І. Терець, Андрій Д. Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| title | Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| title_alt | Theory of spatially indirect excitons in nanosystems containing double semiconductors quantum dots |
| title_full | Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| title_fullStr | Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| title_full_unstemmed | Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| title_short | Теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| title_sort | теорія просторово непрямих екситонів у наносистемах, що містять подвійні напівпровідникові квантові точки |
| topic | просторово розділений електрони і дірки екситонні квазімолекули енергія зв'язку кулонівська та обмінна взаємодія тунелювання електронів розщеплення електронних станів екситони із перенесенням заряду квантові точки |
| topic_facet | spatially separated electrons and holes exciton quasimolecules binding energy Coulomb and exchange interaction electron tunneling splitting of electron states charge-transfer exciton quantum dots просторово розділений електрони і дірки екситонні квазімолекули енергія зв'язку кулонівська та обмінна взаємодія тунелювання електронів розщеплення електронних станів екситони із перенесенням заряду квантові точки |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/762 |
| work_keys_str_mv | AT pokutníjsergíjí theoryofspatiallyindirectexcitonsinnanosystemscontainingdoublesemiconductorsquantumdots AT terecʹandríjd theoryofspatiallyindirectexcitonsinnanosystemscontainingdoublesemiconductorsquantumdots AT pokutníjsergíjí teoríâprostorovoneprâmiheksitonívunanosistemahŝomístâtʹpodvíjnínapívprovídnikovíkvantovítočki AT terecʹandríjd teoríâprostorovoneprâmiheksitonívunanosistemahŝomístâtʹpodvíjnínapívprovídnikovíkvantovítočki |