بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به بررسی شفافیت القایی الکترومغناطیسی در نقاط کوانتومی کروی، در حضور یک شار مغناطیسی سیملولهای و تحت تأثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی یکنواخت خارجی خواهیم پرداخت. ابتدا با حل معادله شرودینگر ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی سیستم را حساب نموده و سپس با به کارگیری یک مدل کوانتومی 3 ترازه ضرایب جذب و شکست سیستم محاسبه و اثرات قطبش نور و شار سیملولهای بر روی این کمیتها بررسی شدهاند. نتایج حاکی از بروز پدیده شفافیت القایی الکترومغناطیسی در سیستم و تأثیر زیادقطبش و شار مغناطیسی بر روی این پدیده میباشند.
مقدمه
مهمترین عناصر پایه نانو ذرات هستند.نقاط کوانتومی در واقع یک نقطه از بلور نیمرسانا هستند که الکترونها یا حفرهها و یا هر دوی آنها را در بر میگیرند. تعدادی از پژوهشهای اخیر به بررسی اثرات میدانهای الکتریکی و یا مغناطیسی در چاههای کوانتومی، سیمهای کوانتومی و نقاط کوانتومی میپردازد 1]و.[2
بر هم کنش نور همدوس با مواد نیمه هادی، پدیدههای کوانتومی جالبی را موجب میشود. یکی از این رفتارهای جالب وجود گذارهای اپتیکی بین زیر نوارها در نوار رسانش است. در دو دهه اخیر پدیده شفافیت القایی الکترومغناطیسی به سبب ایجاد اثرات جالب در عبور نور و میزان پاشندگی در ماده مورد توجه قرار گرفته است. در این پدیده در حضور یک میدان لیزری قوی به نام لیزر کنترل، جذب میدان کاوشگر در ماده حذف میشود و ماده نسبت به لیزر کاوشگر به صورت شفاف عمل میکند. حذف جذب لیزر کاوشگر در ماده را ناشی از تداخل مخرب بین گذرگاهای مجاز به حالت برانگیخته میدانند. این پدیده نه تنها به علت ایجاد شفافیت در ماده بلکه به دلیل تولید خواص پاشندگی غیرمعمول در ماده مورد توجه قرار گرفته است 3] و 4 و 5 و .[6
بسیاری از مطالعات اخیر بر مبنای شفافیت القای الکترومغناطیسی هستند. همچنین اثرات میدان الکتریکی خارجی بر روی ضریب جذب و ضریب شکست نقاط کوانتمی گالیم آرسنیک استوانهای مدل و تاثیر میدانهای خارجی بر بعد و فشار در پدیده شفافیت القای الکترومغناطیسی مورد توجه قرار گرفته است .[7]
در این راستا مطالعاتی بر مبنای تأثیر قطبش میدان لیزرهای کنترل بر ضریب جذب در پدیده شفافیت القایی الکترومغناطیسی در نقطه کوانتومی استوانهای و نور سریع و کند در نقاط کوانتومی تحت تأثیر میدانهای الکتریکی اعمالی نیز انجام شدهاند .[8]
در این مقاله معادله شرودینگر یک نقطه کوانتومی کروی تحت تأثیر میدانهای یکنواخت الکتریکی و مغناطیسی خارجی و نیز در حضور یک شار مغناطیسی سیملولهای به روش جرم مؤثر حل شده و ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی ترازها بهدست آمده است. از آنجا که ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی ترازها وابسته به قطبش نور فرودی و نیز شار سیملولهای میباشند تأثیر قطبشهای مختلف لیزرهای کنترل و کاوشگر و شار مغناطیسی سیملولهای بر شفافیت القایی الکترومغناطیسی و ضریب جذب و ضریب شکست سیستم بررسی شده است. نتایج حاکی از تأثیر قابل ملاحظه قطبش بر ضرایب جذب و شکست در شارهای متفاوت از میدان سیملولهای که مولد اثر کوانتومی آهارنوف- بوهم میباشد را نشان میدهد.
روش محاسباتی
هامیلتونی یک الکترون محبوس در یک نقطه کوانتومی کروی تحت تأثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی خارجی و در حضور یک شار مغناطیسی سیملولهای به صورت زیر میباشد .[9] در رابطه ناشی از وجود میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی در راستای z و میدان سیملولهای با شار AB و ناشی از حضور یک سیملوله در حل نقطه کوانتومی میباشد که با روابط زیر به دست میآیند
نوسانگر هماهنگ و n عدد کوانتومی شعاعی و m عدد کوانتومی زاویهای و nz عدد کوانتومی مربوط به مؤلفهی z و C ضریب بهنجارش است. علاوه بر این F و H nz توابع فوق هندسی همشار و تابع هرمیت میباشند. برای بررسی شفافیت القایی الکترومغناطیس و محاسبه ضرایب جذب و شکست سیستم از یک مدل سه ترازه مطابق شکل 1 بهره میبریم
شکل :1 نمودار انرژی یک سیستم کوانتومی شکل در واکنش با دو میدان جستجوگر و کنترلی
