چکیده
مقایسه خواص اپتیکی نقاط کوانتومی کروی
در مدل‌های مختلف پتانسیل محدودکننده
به کوشش
فهیمه جوادی شکرو
نقطه‌ی کوانتومی یکی از سیستم‌های کوانتومی نیم‌رسانا است که در آن، حرکت حامل‌های بار در تمام راستاهای فضایی محدود می‌باشد. این محدودیت فضایی سبب کوانتیدگی ترازهای انرژی الکترون‌ها در نوار رسانش شده، خصوصیات فیزیکی این سیستم‌های نیم‌رسانا را دگرگون می‌سازد. علاوه بر این ، یکی از مهم ترین مشخصه‌ های نقطه‌های کوانتومی امکان گذار بین زیر نوارها در نوار رسانش و یا ظرفیت بوده و این امر توجه بسیاری از علاقه‌مندان را در سال‌های اخیر به خود جلب نموده است. بررسی خواص الکترونی و اپتیکی نقطه‌های کوانتومی نه تنها از دیدگاه نظری بلکه به علت کاربرد وسیع آن‌ها در ساخت لیزرهای نیم‌رسانا، قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مورد توجه بوده است.
در این پایان‌نامه به بررسی خواص الکترونی و نوری نقاط کوانتومی کروی با مدل‌های مختلف پتانسیل محدودکننده پرداختیم. بدین منظور، به کمک نرم‌افزار کامسول، که از روش المان محدود برای حل معادلات دیفرانسیل جزئی استفاده می‌کند و با بهره گرفتن از تقریب جرم موثر، ویژه مقادیر و ویژه توابع انرژی را برای پتانسیل‌های گاوسی،Pöschl Teller، کسری و مورس به‌دست آوردیم. همچنین گذارهای نوری بین زیرنواری را برای این سیستم‌ها بررسی کردیم. برای این منظور از فرمالیسم ماتریس چگالی و روش اختلال برای به‌دست آوردن تغییرات ضریب شکست و ضریب جذب نقطه‌ی کوانتومی استفاده شد. تغییرات ضریب شکست و ضریب جذب خطی و غیرخطی مرتبه سوم را به عنوان تابعی از شدت فوتون فرودی و برای پتانسیل‌های مختلف رسم کردیم. نتایج نشان می‌دهد که قله‌ی ضرایب جذب و شکست در پتانسیل گاوسی نسبت به پتانسیل‌های دیگر، به سمت انرژی‌های بیشتر جابه‌جا می‌شود. با مقایسه‌ی جواب ‌های بدست آمده با مطالعات تجربی می‌توان بهترین مدل را برای پتانسیل محدودکننده انتخاب کرد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

واژگان کلیدی: نقطه‌ی کوانتومی، پتانسیل محدودکننده، ضریب جذب، تغییرات ضریب شکست
فهرست مطالب
عنوان صفحه
:
۱-۱- معرفی و تاریخچه‌ ساختار‌های کوانتومی ۲
۱-۱-۱-چاه‌های کوانتومی و ابر شبکه‌ها ۴
۱-۱-۲-سیم های کوانتومی ۶
۱-۱-۳- نقاط کوانتومی ۷
۱-۲-تقریب جرم موثر ۹
۱-۳-هدف ۱۱

۲-۱- مقدمه ۱۳
۲-۲-محیط نرم‌افزار COMSOL Multliphysics 14
۲-۳-تعیین ابعاد و هندسه ۱۴
۲-۴-ساخت شبکه (meshing) 16
۲-۵-مرحله‌ی پس‌پردازش(Post processing) 17
۲-۶-حل معادله‌ی شرودینگر در کامسول ۱۷
عنوان صفحه

۳-۱-گالیم آرسناید ۲۰
۳-۲- محاسبه‌ی انرژی نقطه‌ی کوانتومی کروی ۲۱
۳-۲-۱- پتانسیل بی‌نهایت ۲۱
۳-۲-۲- پتانسیل پله ای ۲۳
۳-۳-مقایسه‌ی طیف انرژی پتانسیل‌های مختلف ۲۷

۴-۱-مقدمه ۳۱
۴-۲-ماتریس چگالی ۳۲
۴-۳-حل معادله‌ی تحول زمانی ماتریس چگالی با بهره گرفتن از روش اختلال ۳۴
۴-۴-محاسبه‌ی ضرایب جذب و شکست خطی و غیر خطی مرتبه‌ی سوم ۳۷
۴-۴-۱-محاسبه‌ی پذیرفتاری خطی ۳۷
۴-۴-۲-محاسبه‌ی پذیرفتاری غیرخطی مرتبه‌ی سوم ۴۰
۴-۴-۳-محاسبه‌ی تغییرات ضرایب جذب و شکست نقطه‌ی کوانتومی ۴۷

۵-۱-پتانسیل گاوسی ۵۱
۵-۲- پتانسیل Pöschl Teller 54
۵-۳- پتانسیل کسری ۵۷
۵-۴- پتانسیل مورس ۶۰
۵-۵-نتیجه‌گیری ۶۳
۶۴
چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی
فهرست جدول­ها
عنوان صفحه
جدول۳-۱ پارامتر‌های اساسی و ۲۱
جدول۳-۲ مقایسه‌ی جواب‌های تحلیلی و عددی برای پتانسیل بی‌نهایت ۲۳