Особенности двухфотонного поглощения в несферических квантовых точках и квантовых молекулах с примесными центрами

• Автор: Кудряшов, Егор Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Дихроизм двухфотонного поглощения при фотоионизации -центров в структурах с квантовыми точками в виде эллипсоида вращения.
1.1. Дисперсионное уравнение для квазистационарных
-состояний в квантовой точке, имеющей форму эллипсоида ! вращения
1.2. Коэффициент двухфотонного поглощения при фотоионизации
-центров в структурах с несферическими квантовыми точками
1.3. Дихроизм двухфотонного примесного поглощения
Выводы к главе
Глава 2. Особенности спектров двухфотонного примесного полощения в структурах с дискообразными квантовыми точками.
2.1. Квазистационарные ) -состояния в квантовом диске
2.2. Коэффициент двухфотонного примесного поглощения в квазинульмерной структуре с дискообразными квантовыми точками (продольная по отношению к оси квантового диска поляризация света)
2.3. Коэффициент двухфотонного примесного поглощения (поперечная по отношению к оси квантового диска поляризация света)
Выводы к главе
Глава 3. Влияние туннельной прозрачности потенциального барьера на вероятность двухфотонного примесного поглощения в квантовой молекуле.
3.1. Квантовый перенос частицы в системе с выделенной координатой туннелирования
3.2. Диссипативное туннелирование в квантовой молекуле
3.3. Расчет вероятности двухфотонного поглощения при
фотоионизации В(_) - центра в квантовой молекуле с учетом
туннельной прозрачности барьера
3.4. Зависимость вероятности двухфотонного поглощения от параметров туннелирования
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Пространственное ограничение носителей заряда в объеме полупроводниковых микрокристаллов, размер которых сопоставим с эффективной величиной боровского радиуса электрона или дырки, приводит к существенной модификации их оптических свойств [1].

Согласно теоретическому анализу [2], в случае ограничения по всем трем измерениям ((Ю - ограничение) непрывный спектр энергетических состояний в зоне проводимости и валентной зоне трансформируется в дискретный энергетический спектр, интервал энергий между уровнями которого зависит от размеров микрокристалла. Предполагается [3,4], что концентрация силы осциллятора в области энергетически наинизшего перехода вызывает увеличение оптической нелинейности полупроводниковых (Ю - систем. Прогресс технологии изготовления этих систем, реализуемых в виде микрокристаллов полупроводника, внедренных в стеклянную матрицу [5], либо в виде кластерных структур
[6], стимулировал обширные исследования квантоворазмерных эффектов в нелинейной оптике (Ю - систем. Предметом этих исследований были насыщающееся поведение сигнала обращенного волнового фронта, спектральная зависимость реальной части нелинейной восприимчивости третьего порядка [7 - 9], а также влияние фононного уширения на сдвиг частоты спектрального провала в области больших энергий по отношению к длине волны возбуждающего импульса [10,11]. Вместе с тем мнимая часть нелинейной восприимчивости, определяющая величину двухфотонного (ДФ) поглощения, также испытывает влияние ОБ — ограничения и в соответствии с теоретическими расчетами [4,12] может значительно превышать аналогичную величину для объемного полупроводника. В работе [1] приведены результаты исследований коэффициента ДФ поглощения С<18х8е[.х - стекол в зависимости от размера микрокристаллов, внедренных в стеклянную матрицу
110ч 10° ’Ю1
10,ГВт/см2
Рис. 1 Результаты исследований нелинейных оптических свойств
полупроводниковых CdS-.Se/_т-стекол [1]:
а) Спектральная зависимость коэффициента ДФ поглощения,
нормированного на толщину исследуемого образца, а1 в зависимости от размера микрокристаллитов CdSxSeI_x. Я, нм: а-3.4, 6-2.4, в-1.6. Сплошная и штриховая линии соответствуют комнатной и азотной температурам.
б) Зависимость пропускания Т от пиковой интенсивности /0
возбуждающего импульса. Я, нм: а-3.4, 6-2.4, в-1.6. Светлые и
темные кружки - данные эксперимента при азотной и комнатной температурах, сплошные линии - результат эксперимента.
фононного взаимодействия и уменьшается с ростом константы взаимодействия с контактной средой из-за увеличения ее вязкости.
4. Влияние прозрачности туннельного барьера на ДФ примесное поглощение в квантовой молекуле проявляется в изменении ширины энергетических уровней виртуального и конечного состояний при варьировании параметров диссипативного туннелирования.
Диссертационная работа состоит из трех глав Первая глава диссертации посвящена теоретическому исследованию дихроизма ДФ поглощения при фотоионизации Б' - центров в квазинульмерных структурах с КТ, имеющими форму эллипсоида вращения. В рамках модели потенциала нулевого радиуса получено дисперсионное уравнение электрона, локализованного на О0 — центре для случая, когда примесный уровень расположен между дном удерживающего потенциала и уровнем энергии основного состояния КТ. Проведено исследование зависимости энергии связи квазистационарных - состояний от характерных размеров несферической КТ и от параметра Г|,, характеризующего энергию связи того же - состояния в объемном полупроводнике. Во втором порядке теории возмущений проведен расчет коэффициента ДФ примесного поглощения в квазинульмериой структуре с КТ, имеющими форму эллипсоида вращения с учетом дисперсии характерных размеров КТ. Рассмотрены случаи продольной и поперечной по отношению к вертикальной оси КТ поляризации света. Получены аналитические формулы для соответствующих коэффициентов ДФ примесного поглощения и исследованы их спектральные зависимости.
Во второй главе диссертации теоретически исследуется ДФ примесное поглощение света в квазинульмерных структурах с дискообразными КТ. В рамках модели потенциала нулевого радиуса в приближении эффективной