Уровни энергии и волновые функции отрицательно заряженного триона, захваченного квантовой точкой
УДК
538.915DOI:
https://doi.org/10.31429/vestnik-16-4-43-49Аннотация
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-ФокаБиблиографические ссылки
- 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. [Tkach, N.V., Makhanets, A.M., Zegrya, G.G. Electrons, holes, and excitons in a two-dimensional surerlattice of culindrical quantum dots. Semiconducors, 2002, vol. 36, iss. 5, pp. 543–549. (In Russian)]
- 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. [Pokutnyi S.Y. Eksitonnye sostoyaniya iz prostranstvenno-razdelennykh elektrona i dyrki v poluprovodnikovykh kvantovykh tochkakh. Zhurnal tekhnicheskoj fiziki [Journal of Technical Psysics], 2015, vol. 85, iss. 11, pp. 44–47. (In Russian)]
- Koch S.W., Kira M., Khitrova G., Gibbs H.M. Semiconductors excitons in new light // Nature materials. 2006. Iss. 5. P. 523–531.
- 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.
- 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. [Bezhenar, M.V., Kurgatchov, A.Y., Ligachov, D.V., Tumayev, E.N. Postroenie probnoy volnovoy funktsii X--triona v uderzhivayushchem potentsiale kvantovoy tochki v postoyannom magnitnom pole [Construction of the trial wave function of the X- trion in the retarding potential of a quantum dot in a constant magnetic field]. Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin of Research Centers of Black Sea Economic Cooperation], 2018, vol. 15, no. 1, pp. 37–40.]
- 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.
- 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. [Sergeev, R.A., Suris R.A. nergiya osnovnogo sostoyaniya X- i X+-trionov v dvumernoy kvantovoy yame pri proizvol'nom sootnoshenii mass [The ground state energy of X− and X+-trions in a two-dimensional quantum well at an arbitrary mass ratio]. Fizika tverdogo tela [Physics Of The Solid State], 2001, vol. 43, iss. 4, pp. 714–718. (In Russian)]
- Lampert M.A. Mobile and immobile effectivemass particle complexes in nonmetallic solids // Phys. Rev. Lett. 1958. Vol. 1. Iss. 12. P. 450–453.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Квантовая механика (нерелятивистская теория). М.: Физматлит, 2019. 800 с. [Landau, L.D., Lifshitz, E.M. Teoreyicheskaya fizika. Kvantovaya mekhanika (nerelyativistskaya teoriya) [Theoretical physics. Quantum mechanics (nonrelativistic theory)]. Fizmatlit, Moscow, 2019. (In Russian)]
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступление
После доработки
Публикация
Как цитировать
Лицензия
Copyright (c) 2019 Андреева А.Р., Тумаев Е.Н., Рудоман Н.Р.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
