Уровни энергии и волновые функции отрицательно заряженного триона, захваченного квантовой точкой

  • Андреева А.Р. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Тумаев Е.Н. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Рудоман Н.Р. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
УДК: 538.915

Аннотация

В статье рассматривается отрицательно заряженный трион — система из трех квазичастиц электронно-дырочной плазмы полупроводников, локализованных в окрестности квантовой точки в двумерной гетероструктуре. Нейтральная квантовая точка описывается осцилляторным потенциалом. В качестве дополнительного фактора учтено магнитное поле, действующее на полупроводниковую гетероструктуру, вектор напряженности которой перпендикулярен гетеро слою. Составлен гамильтониан, описывающий трион, включающий кулоновское взаимодействие между электронами и дыркой, которые в предлагаемом подходе рассматриваются как возмущение. Для вычисления матричных элементов потенциала кулоновского взаимодействия квазичастиц используется приближение Хартри-Фока. Вычислена поправка к энергии основного состояния триона, когда электроны, входящие в его состав, находятся в синглетном или триплетном состоянии. Указан метод расчёта энергии связи для возбужденного состояния триона. Отмечено, что развиваемый в данной статье подход не применим для заряженных квантовых точек и, в частности, для примесных ионов.

Ключевые слова: электрон, дырка, квантовая точка, осцилляторный потенциал, кулоновское взаимодействие, теория возмущений, метод Хартри-Фока

Информация об авторах

Алина Руслановна Андреева
студентка физико-технического факультета Кубанского государственного университета
e-mail: alina.and@yandex.ru
Евгений Николаевич Тумаев
д-р физ.-мат. наук, доцент, профессор кафедры теоретической физики и компьютерных технологий Кубанского государственного университета
e-mail: tumayev@phys.kubsu.ru
Нэлли Радиковна Рудоман
старший преподаватель кафедры оптоэлектроники Кубанского государственного университета
e-mail: rudnel@rambler.ru

Литература

  1. Ткач Н.В., Маханец М.А., Зегря Г.Г. Электроны, дырки и экситоны в сверхрешетке цилиндрических квантовых точек с предельно слабой связью квазичастиц между слоями квантовых точек // Физика техника полупроводников. 2002. Т. 36. Вып. 5. С. 543–549.
  2. Покутний С.И. Экситонные состояния из пространственно-разделенных электрона и дырки в полупроводниковых квантовых точках // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. Вып. 11. С. 44–47.
  3. Koch S.W., Kira M., Khitrova G., Gibbs H.M. Semiconductors excitons in new light // Nature materials. 2006. Iss. 5. P. 523–531.
  4. Monemar B., Lindefelt U., Chen W.M. Electronic structure of bound excitons in semiconductors // Physica B$+$C. 1987. Vol. 146. Iss. 1–2. P. 256–285.
  5. Беженар М.В., Кургачев А.Ю., Лигачев Д.В., Тумаев Е.Н. Построение пробной волновой функции X--триона в удерживающем потенциале квантовой точки в постоянном магнитном поле // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2018. Т. 15. № 1. С. 37–40.
  6. Kheng K., Cox R.T., d'Aubigne Y.M., Bassani F., Saminadayar K., Tatarenko S. Observation of negatively charged excitons X- in semiconductor quantum wells // Phys. Rev. Lett. 1993. Vol. 71. Iss. 11. P. 1752–1756.
  7. Сергеев Р.А., Сурис Р.А. Энергия основного состояния Х- и Х+-трионов в двумерной квантовой яме при произвольном соотношении масс // Физика твердого тела. 2001. Т. 43. Вып. 4. С. 714–718.
  8. Lampert M.A. Mobile and immobile effectivemass particle complexes in nonmetallic solids // Phys. Rev. Lett. 1958. Vol. 1. Iss. 12. P. 450–453.
  9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Квантовая механика (нерелятивистская теория). М.: Физматлит, 2019. 800 с.
Страницы
43-49
Раздел
Физика
Прислано
2019-10-11
Опубликовано
2019-12-11

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>