Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Լույսի ներգոտիական կլանումը կիսահաղորդչային պարաբոլական քվանտային փոսում

Գևորգյան, Արտակ Հովհաննեսի (2016) Լույսի ներգոտիական կլանումը կիսահաղորդչային պարաբոլական քվանտային փոսում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (3197Kb)
    [img] PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1043Kb)

      Abstract

      Полупроводниковые квантовые ямы (КЯ) зарекомендовали себя надежными элементами компонентной базы современных полупроводниковых приборов, начиная от гетероструктурных лазеров [1] и заканчивая сенсорными датчиками [2]. Для применения тех или иных КЯ в приборостроении необходимо детально изучить физические процессы в этих системах. С точки зрения теоретического описания это означает необходимость решения соответствующею уравнения Шредингера, для изучаемой структуры [3]. Для построения одноэлектронного гамильтониана возникает необходимость предложения математической модели ограничивающего потенциала КЯ. Ясно, что наиболее простой моделью такого потенциала может быть одномерный ограничивающий потенциал прямоугольного профиля (как конечной, так и бесконечной высоты). С другой стороны, в процессе роста КЯ на границе перехода КЯ-окружающая среда могут возникнуть эффекты, сглаживающие профиль ограничивающего потенциала. Примером такого эффекта является диффузия между компонентами КЯ и окружающей среды [4]. Как следствие, возникает необходимось введения в гамильтониан, описывающий КЯ, ограничивающего потенциала с гладким профилем, учитывающего физико-химические свойства как самой КЯ, так и окружающей среды. Ясно, что в первом приближении, таким потенциалом может являться параболический ограничиваюший потенциал. КЯ с параболическим ограничивающим потенциалом называют параболическим КЯ. Замечательной особенностью этого потенциала является его точная решаемость, что позволяет получить целый ряд аналитических результатов. Для выявленния особенностей зонного строения КЯ широко используются оптические методы исследования подобных структур. Оптические характеристики КЯ можно выявить как за счет исследования межзонных переходов, так и внутризонных. При этом поглощение, обусловленное переходами лишь в зоне проводимости, как в рамках одной подзоны (внутриподзонные переходы), так и между различными подзонами (межподзонные переходы), дают детальную информацию об особенностях строения зоны проводимости КЯ и в частности параболических КЯ. Կիսահազորդչային քվանտային փոսերը (ՔՓ) արդեն ապացուցել են, որ հանդիսանում են ժամանակակից կիսահաղորդչային սարքերի կոմպոնենտային մաս, սկսած հետերոանցումային լազերներից և վերջացրած սենսորներով: Ուստի անհրաժեշտ է մանրակրկիտ ուսումնասիրել այդ համակարգերում ընթացող ֆիզիկական երևույթները: Տեսական նկարագրման տեսանկյունից դա նշանակում է ուսումնասիրվող կառուցվածքի համար լուծել համապատասխան Շրյոդինգերի հավասարումը: Մեկէլեկտրոնային համիլտոնիանի կառուցման համար անհրաժեշտ է առաջարկել ՔՓ սահմանափակող պոտենցիալի մաթեմատիկական մոդել: Պարզ է, որ այդպիսի պոտենցիալի համեմատաբար պարզ մոդել կարող է ծառայել ուղղանկյուն միաչափ սահմանափակող պոտենցիալը (ինչպես վերջավոր, այնպես էլ անվերջ բարձրության): Մյուս կողմից ՔՓ աճեցման ժամանակ ՔՓ– շրջակա միջավայր անցման սահմանին կարող են առաջանալ երևույթներ, որոնք հարթեցնում են սահմանափակող պոտենցիալի տեսքը: Այդպիսի երևույթի օրինակ է հանդիսանում ՔՓ և շրջակա միջավայրի բաղադրությունների միջև դիֆուզիան: Հետևաբար՝ անհրաժեշտություն է առաջանում ՔՓ նկարագրող համիլտոնիանում ներմուծել սահմանափակող պոտենցիալ, որը հաշվի է առնվում ՔՓ և շրջակա միջավայրի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները: Հասկանալի է, որ առաջին մոտավորությամբ այդպիսի պոտենցիալ կարող է հանդիսանալ պարաբոլական սահմանափակող պոտենցիալը: ՔՓ գոտիական կառուցվածքի առանձնահատկությունների բացահայտման համար լայնորեն կիրառվում են նման կառուցվածքների հետազոտության օպտիկական մեթոդները: ՔՓ օպտիկական բնութագրերը կարելի է բացահայտել միջգոտիական, ինչպես նաև ներգոտիական անցումների ուսոմնասիրության արդյունքում: Semiconductor quantum wells (QW) have proven to be reliable core components of modern semiconductor devices − from heterostructure lasers to sensors. Hence, it is necessary to study the physical processes in these systems in detail. From the theoretical point of view this means the necessity to find a corresponding solution for the Schrodinger equation for the considered systems. So it is necessary to offer a mathematical model of the quantum well confining potential for the construction of single-electron Hamiltonian. It is clear that the simplest model may be one-dimensional rectangular confining potential. On the other hand, there is a need to consider a more realistic model of the confining potential, which takes into consideration both the physical and chemical properties of the structure and its geometry. Different models were applied for confinement potentials in low-dimensional systems for these purposes. In the first approximation, the confinement potential can be approximated by a parabolic one. Intersubband and intrasubband transitions in QWs have a huge interest currently due to their unique characteristics: great ability to customize the wavelength of transitions, ultrafast relaxation, many-body effects, etc. The importance of this can be found not only in terms of fundamental physics, but also the development of new technological applications. Many devices are developed based on inter- and intrasubband transitions in semiconductor quantum wells, such as infrared photodetectors, intersubband lasers, optical switches, ultrafast optical modulators, etc. These transitions play even bigger and key role for improving the performance of quantum cascade lasers. The dissertation is devoted to the research of absorption coefficient for intersubband and intrasubband optical transitions in a parabolic quantum well, taking into account the scattering on the third particle. As a third particle the ionized impurity centers, acoustic and optical phonons are considered.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Լույսի ներգոտիական կլանումը կիսահաղորդչային պարաբոլական քվանտային փոսում:
      Uncontrolled Keywords: Գևորգյան Արտակ Հովհաննեսի, Gevorgyan A. H.
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 20 Oct 2016 16:03
      Last Modified: 20 Oct 2016 16:03
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3652

      Actions (login required)

      View Item