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

Կրկնակի քվանտային կետերի և օղակների էլեկտրոնային և օպտիկական հատկությունների վրա արտաքին գործոնների ազդեցության տեսական ուսումնասիրում

Բաղրամյան , Հենրիխ Միքայելի (2013) Կրկնակի քվանտային կետերի և օղակների էլեկտրոնային և օպտիկական հատկությունների վրա արտաքին գործոնների ազդեցության տեսական ուսումնասիրում. PhD thesis, ԵՊՀ.

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

Download (2765Kb)

    Abstract

    Ցածր չափայնությամբ համակարգերը, որոնց ստեղծումը հնարավոր դարձավ շնորհիվ ժամանակակից տեխնոլոգիաների, վերջին տասնամյակների ընթացքում հեղափոխել են կիսահաղորդչային ֆիզիկան: Սա պայմանավորված է ոչ միայն հիմնարար գիտության բնագավառում առկա նշանակալի ձեռքբերումներով և կիսահաղորդչային նանոկառուցվածքների բազմազան կիրառություններով, այլ նաև նշված բնագավառում նոր հաջողությունների խոստումնալից հեռանկարով: Այս ամենը հետևանք է ցածր չափայնությամբ կիսահաղորդչային հետերոկառուցվածքներում ֆիզիկական պրոցեսների կառավարման նոր հնարավորությունների: Օգտագործելով նանոկառուցվածքներում կիրառվող նյութերի բաղադրության, երկրաչափական ձևերի և չափերի, ինչպես նաև արտաքին ազդակների կառավարելի փոփոխման հնարավորությունը' կարելի է ապա¬հովել նրանցում տարբեր քվազիմասնիկների և քվազիմասնիկային կոմպլեքսների քվանտային վիճակների, հետևաբար' նաև կառուցվածքների ֆիզիկական հատկությունների կառավարելի փոփոխություն [1]: Վերջին տարիներին աճեցված նանոկառուցվածքներից են կրկնակի քվանտային կետերը (ԿՔԿ) [2] և կրկնակի քվանտային օղակները (ԿՔՕ) [3]: ԿՔԿ-երը կարևոր տեղ են զբաղեցնում կիսահաղորդչային նանոկառուցվածքների շարքում, որոնց ուսումնասիրումն ունի ինչպես հիմնարար ֆիզիկական [4,5], այնպես էլ կիրառական նշանակություն: Ներկայումս դրանք կիրառվում են էլեկտրոնիկայում, օպտոէլեկտրոնիկայում և քվանտային տեղեկատվական տեխնոլոգիաներում օգտագործվող սարքավորումներում [6-8]: Կիսահաղորդչային ԿՔՕ-ներ բոլորովին վերջերս են աճեցվել [3], ուստի դրանց ֆիզիկական հատկությունների ուսումնասիրումը դեռ նախնական փուլում է: Սակայն արդեն հրապարակվել են մի քանի կարևոր աշխատանքներ, որոնք կարող են հիմնավորել օպտոէլեկտրոնային և քվանտային տեղակատվական տեխնոլոգիաների սարքավորումներում ԿՔՕ-ների ապագա կիրառության նպատակահարմարությունը [9,10]: Մեծ քանակությամբ փորձարարական և տեսական հետազոտություններ են կա-տարվել ծավալային և ցածր չափայնությամբ կիսահաղորդչային կառուցվածքների ֆի-զիկական հատկությունների վրա արտաքին հիդրոստատիկ ճնշման և ջերմաստիճանի ազդեցության ուսումնասիրման ուղղությամբ: Մասնավորապես, հիդրոստատիկ ճնշումը բերում է կիսահաղորդիչներում էներգիական սպեկտրի փոփոխման, միևնույն ժամանակ չփոփոխելով կիսահաղորդչային կառուցվածքի բյուրեղային համաչափությունը: В диссертации теоретически исследовано влияние внешних факторов—гидро-статического давления, температуры, электрического поля, а также состава и геометрических характеристик системы на электронные и примесные состояния в двойной цилиндрической квантовой точке (ДЦКТ) и двойном концентрическом квантовом кольце (ДККК). Исследованы также оптические переходы и вычислены связанные с ними коэффициенты поглощения. Ниже приведены основные выводы, следующие из результатов диссертационной работы. При фиксированных значениях размеров структуры влияние давления приводит к уменьшению энергии симметричных и антисимметричных состояний в InAs/GaAs ДЦКТ, а воздействие температуры — к их увеличению. Такое поведение энергий в основном обусловлено сильной зависимостью эффективной массы электрона от давления и температуры. Показано, что влияние изменения вертикальных размеров структуры на энергии основных и возбужденных состояний сильнее, чем радиальных размеров. Увеличение давления при всех выбранных значениях размеров InAs/GaAs ДЦКТ приводит к увеличению пороговой энергии, а повышение температуры — к ее уменьшению. Для межзонных переходов получено правило отбора цш = цг для азимутальных квантовых чисел тяжелой дырки и электрона, а также правило, разрешаюшее переходы только между состояниями одинаковой симметрии. Увеличение высот и радиусов квантовых точек приводит к “красному” смещению спектра поглощения, а увеличение давления и расстояния между подложками к “голубому” смещению. В ДККК GaAs/Ga1-xAlxAs влияние давления и напряженности электрического поля приводит к понижению основного состояния энергии, причем скорость убывания кривой зависимости от давления увеличивается для значений, больших, чем давление, которое соответствует пересечению Г- и Х-минимумов. При увеличении концентрации алюминия и повышении температуры энергия основного состояния увеличивается. В интервале 0 < Р < 8,37 кбар наблюдено увеличение максимального значения плотности вероятности электрона во внутренном кольце и ее уменьшение во внешнем кольце. В интервале 8,37 кбар < Р < 29,67 кбар наблюдается обратное явление. С повышением температуры плотность вероятности уменьшается во внутреннем кольце и увеличивается во внешнем, а уменьшение концентрации алюминия приводит к “размазыванию” электронного облака по всей структуре. In this dissertation the influence of hydrostatic pressure, temperature, electric field, as well as the composition and the geometrical characteristics of the system on electronic and impurity states in double cylindrical quantum dot (DCQD) and double concentric quantum ring (DCQR) is theoretically investigated. Also, in these structures the optical transitions are studied and related absorption coefficients are calculated too. Below are presented the main conclusions, which are the consequence of dissertation work: For fixed values of structure sizes of InAs/GaAs DCQD the influence of hydrostatic pressure leads to the decrease of the symmetric and antisymmetric state energies, and the influence of temperature to their increase. This behavior is mainly resulted by the strong dependence of electron effective mass on pressure and temperature. It is shown that the influences of structure’s vertical sizes changes on the energies of the ground and the first excited states are stronger than influence of the variation of radial sizes. In the InAs/GaAs DCQD the increase of pressure brings to the increase of threshold energy for all the chosen values of sizes, whereas the increase of temperature leads to its decrease. For interband transitions the selection rule fj.hh = fj.e is obtained for angular quantum numbers and also the selection rule which allows the transitions between the states with the same symmetry. The increasing of the heights and the radii of quantum dots result in the “redshift” of the absorption spectrum, whereas the increase of the distance between the wetting layers and pressure leads to the “blueshift” In the GaAs/Gai-xAlxAs DCQR the influence of pressure and electric field strength brings to the decrease of the ground state energy, and the decrease speed of the pressure dependence curve increases for pressure values greater than value for r- and X-minima crossover. With the increase of aluminum concentration and temperature the ground state energy increases. In 0 < P < 8,37 kbar region the increasing of electron probability density in inner ring and the decrease of it in the outer one is observed. The opposite effect is observed in the 8,37 kbar < P < 29,67 kbar region.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Теоретическое исследование влияния внешних факторов на электронные и оптические свойства двойных квантовых точек и колец. Theoretical investigation of external factor influences on electronic states and optical properties of quantum rings and quantum dots.
    Uncontrolled Keywords: Баграмян Генрих Микаелович, Baghramyan G.M.
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 11 May 2017 10:28
    Last Modified: 11 May 2017 10:28
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4648

    Actions (login required)

    View Item