بخشی از مقاله
چکیده -
گذردهی غیر خطی مرتبه سوم به صورت تابعی از طول موج برای ساختار ZnS/CdSe/ZnS، به دست می آید. محاسبات عددی نشان می دهد که گذردهی غیر خطی از این ساختار به پارامترهایی مثل اندازه ساختار، زمان واهلش و انرژی فوتون پمپ شده وابسته است. شدت و موقعیت پیکهای گذردهی غیر خطی مرتبه سوم بر ضخامت پوسته وابسته است، ضخامت کوچکتر،پیک گذردهی در طول موج کوتاه تر دارد.
کلید واژه- اثرات غیرخطی، پذیرفتاری اپتیکی،نانوساختارها
-1 مقدمه
نقطه کوانتومی چاه کوانتومی[1-7] یک نوع از ساختارهای نیمهرسانا با بعد کم است که توسط تکنولوژی جدید ساخته میشود. در این ساختارهای صفر بعدی، حرکت الکترونها در تمام سه بعد کوانتیزه شده است و این منجر به ترازهای انرژی گسسته الکترون میشود. یک بخش بزرگ از کار تجربی و تئوری روی مطالعه این سیستمهای نیمه رسانای صفر بعدی انجام شده است 9]و.[8 خواص اپتیکی غیرخطی در مواد با بعد پایین امکان بالقوه برای کاربردهای ابزار در تقویت کنندههای لیزر، آشکارسازهای نوری و غیره دارد. در [10] پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم - 3 - برای اثر الکترو- اپتیکی مرتبه دوم و تولید هارمونیک سوم، در هسته-پوسته استوانهای ZnS/CdSe محاسبه شده است. در این کار ساختار ZnS/CdSe/ZnS مطالعه شده و پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم - 3 - مربوط با انتقالات درون زیر باندی یک تک الکترون برای تولید هارمونیک سوم محاسبه و آنالیز شده است. هنگامیکه پهنای چاه افزایش مییابد، پیکها به صورت تابعهایی از انرژی فوتون پمپ شده به سمت فرکانسهای پایینتر رفته و شدت پیکها افزایش مییابد.
-2 تئوری و محاسبه
مدل در نظر گرفته شده در این مقاله یک نانوپوسته استوانهای با ارتفاع L است که از یک هسته و دو پوسته تشکیل شده است. ضخامت پوسته داخلی و ضخامت پوسته بیرونی d2=r3-r2 است. پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سوم برای یک الکترون در این ساختار تحقیق شده است. ساختار شامل یک هسته پوسته CdSe و یک پوسته ZnS میباشد. اختلاف پتانسیل میان دو ماده به عنوان یک سد و یک چاه در نظر گرفته شده است و این پتانسیلها ثابت هستند که این اختلاف با Vc نشان داده شده است .[11] معادله شرودینگر الکترون تحت تقریب جرم مؤثر باید دردستگاه استوانه ای نوشته شود. تابع پاسخ معادله شرودینگر را میتوان تحت مختصات استوانهای جداسازی نمود.
معادلات - 5 - و - 7 - ، محاسبه شود. بعد از محاسبه عنصر ماتریس انتقال دو قطبی با به کار گرفتن توابع موج، پذیرفتاری اپتیکی - ' ' ; - 3 - - -3 برای THG توسط معادله - 9 - به دست میآید. پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سوم - ' ' ; - 3 - - -3 بر پارامترهایی مانند ضخامتهای پوسته و وابسته است. پارامترهای به کار رفته در محاسبات داده میشوند به صورت: در شکل 1، انرژی به صورت یک تابع از پارامترهای نانوپوسته نشان داده شده است. شکلa-1 ، اثر شعاع هسته را برای یک مقدار مشخص از ضخامتهای داخلی و بیرونی نشان میدهد. همانطور که مشاهده میشود برای E<Vc هسته به عنوان یک سد عمل میکند و بنابراین ویژه مقدار انرژی تقریباً به این شعاع غیروابسته است اما برای ویژه مقدار انرژی با افزایش شعاع هسته، کاهش مییابد. شکل b- 1 اثر افزایش ضخامت پوسته درونی بر روی ویژه مقدار انرژی برای یک مقدار خاص از شعاع هسته و ضخامت پوسته بیرونی را نشان میدهد.
ویژه مقدار انرژی برای هر دو مورد E>Vc و E<Vc با افزایش ضخامت پوسته درونی کاهش می یابد. در شکل 2، پذیرفتاری - ' ' ' - 3 - - -3 به عنوان تابعی از طول موج برای حالتیکه E>Vc، نشان داده شدهاست. همانطور که مشاهده میشود در فرایند تولید هارمونیک سوم با افزایش ضخامت پوسته درونی، شدت و موقعیت پیک پذیرفتاری افزایش مییابد و مقدار ماکزیمم پیک در نزدیکی 0 یا 0/3 اتفاق میافتد بنابراین منحنی دارای دو پیک میباشد. افزایش d1 منجر به کاهش اختلاف انرژی میان دو تراز شده و این باعث انتقال پیک به طول موج بلندتر و افزایش در شدت پیک میگردد.
