بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ضریب جذب نوری خطی و غیر خطی و تغییرات ضریب شکست برای نقطه کوانتومی کروی شکل در حضور میدان خارجی بررسی شدهاست. برای این منظور با استقاده از حل عددی معادله شرودینگر مقادیر انرژی و توابع موج متناظر با آن از روش پتانسیل مورفینگ در تقریب جرم موثر محاسبه شدهاند. نتایج نشان میدهد که اعمال میدان خارجی منجر به انتقال به قرمز در تغییرات ضریب شکست و ضریب جذب و همچنین کاهش قله ضریب جذب کل میگردد. علاوه بر این حضور ناخالصی در نقطه کوانتومی منجر به انتقال به آبی در تغییرات ضریب شکست و ضریب جذب نسبت به حالت ایدهآل میگردد. در آخر با تغییر گذار بین حالت پایه و اولین حالت برانگیخته به گذارهای بعدی ضریب جذب و تغییرات ضریب شکست به سمت انرژیهای بیشتر میل میکند و شاهد افزایش تغییرات ضریب شکست کل و کاهش قله ضریب جذب کل هستیم.
مقدمه
ضریب جذب نوری و تغییرات ضریب شکست کاربردهای متنوعی در تقویت کنندههای لیزری، آشکارسازهای نوری و مدوله کنندههای الکترو نوری پر سرعت دارند1]و.[2 این خواص در نیمرساناهای کوانتومی به عدم تقارن در سلول پتانسیل وابسته - است، عدم تقارن با اعمال میدانهای خارجی از جمله میدان الکتریکی و یا تغییر در ترکیبات چاه صورت میگیرد. همچنین ناخالصی نقشی اساسی در نیمرساناها ایفا میکند بطوری که موجب تغییر طیف الکترون در نانوساختارها میشود. در این مقاله نقطه کوانتومی کروی شکل ایدهآل و غیر ایدهآل در حضور میدان خارجی درنظر گرفته شدهاست و تلاش شده تا تاثیرات تغیر میدان در ضریب جذب و تغییرات ضریب شکست مورد بررسی قرار گیرد. روش محاسبات از روش پتانسیل مورفینگ - PMM - می- باشد که قبلا برای مطالعه خواص نانو ساختارها بکار گرفته شده- است .[3]
نتایج عددی
در این تحقیق نقطه کوانتومی کادمیوم تلوراید - CdTe - با R 5nm ، s 3 1016 cm 3 ،0 1/ 0.14 ps 1 ، m0 - m* 0.11m0 جرم در حال سکون الکترون - و 1.7 در نظر گرفته شدهاست.[6] نمودارها برای حالت پایه l 0 و اولین حالت برانگیختگی l 1 رسم شدهاند و تنها گذارهای با 1 مجاز میباشند. شکل 1 رفتار تابع موج را برای حالت پایه و حالتهای با nlm مختلف نشان میدهد.
در شکل 2 ضریب جذب خطی ، غیر خطی و ضریب جذب کل بهصورت تابعی از انرژی فوتون ورودی برای مقادیر مختلف میدان الکتریکی خارجی نشان داده شدهاست. همانطور که در شکل مشاهده می شود با اعمال میدان قله ضریب جذب به سمت فرکانس های پایینتر منتقل میشود و همچنین ضریب جذب کل کاهش مییابد. شکل :3تغییرات ضریب شکست در حضور ناخالصی ri 0 و میدان الکتریکی برای شدت I 0.1MW / cm2 در شکل 3 تغییرات ضریب شکست خطی، غیرخطی و کل بهصورت تابعی از انرژی فوتون ورودی برای حالتهای مختلف میدان الکتریکی خارجی رسم شدهاست.
با توجه به شکل 3 اعمال میدان منجر به انتقال به قرمز در تغییرات ضریب شکست میگردد. در شکل - 4الف - و - ب - ضریب جذب و تغییرات ضریب شکست در حضور میدان الکتریکی خارجی برای حالت ایدهآل - بدون ناخالصی - Z=0 و حالت غیر ایدهآل - حضور ناخالصی - Z 0 رسم شده-است. نتایج نشان میدهد که حضور ناخالصی در نقطه کوانتومی بسته به نوع آن منجر به انتقال ضریب جذب و تغییرات ضریب شکست بهسمت فرکانسهای بالاتر وهمچنین افزایش قله ضریب جذب میگردد.
