Эффект электрон-фононного взаимодействия на первом возбужденном уровне энергии гауссовой квантовой точки GaAs
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-306-310
Аннотация
Эффект электрон-фононного взаимодействия на первом возбужденном состоянии трехмерной полярной полупроводниковой квантовой точки с гауссовым ограничением изучается с использованием теории возмущений Рэлея-Шредингера второго порядка. Аналитическое выражение для поляронной поправки первого возбужденного состояния получено в правдоподобном приближении. Показано, что эта энергия зависит как от силы, так и от диапазона гауссова потенциала. Наконец, наша теория применяется к квантовой точке GaAs, и показано, что поляронный эффект на первом возбужденном уровне может быть значительно большим, если размер точки мал. Поскольку информация о возбужденных состояниях важна для изучения явлений декогеренции, наши результаты могут быть полезны для обработки квантовой информации.
Об авторах
С. Мукхопадхьяй
CVR college of Engineering
Индия
Индия
Ч. Видьюллата
CMR College of Engineering and Technology
Индия
Индия
П. Саини
Institute of Physics
Индия
Индия
З. Малик
North Carolina State University
Соединённые Штаты Америки
Соединённые Штаты Америки
Список литературы
1. Ren Z., Shi Z., Feng H., Xu Z., Hao W. Recent Progresses of Polarons: Fundamentals and Roles in Photocatalysis and Photoelectrocatalysis. Adv. Sci., 2024, 11, P. 2305139.
2. Vasilchenko V. and Gonze X. Polarons in the cubic generalized Frohlich model: Spontaneous symmetry breaking. Phys. Rev. B, 2024, 109, P. 184301.
3. Chatterjee A., Mukhopadhyay S., Book: Polarons and Bipolarons – An Introduction. Taylor and Francis, 2018 and Ref. there in.
4. Demel T., Heitmann D., Grambow P., Ploog K. Nonlocaldynamic response and level crossings in quantum-dot structures. Phys. Rev. Lett., 1990, 64, P. 788.
5. Lorke A., Kotthaus J.P., Ploog K. Coupling of quantum dots on GaAs. Phys. Rev. Lett., 1990, 64, P. 2559.
6. Kohn W. Cyclotron Resonance and de Haas-van Alphen Oscillations of an Interacting Electron Gas. Phys. Rev., 1961, 123, P. 1242.
7. Boda A., Boyacioglu B., Chatterjee A. Ground state properties of a two-electron system in a three-dimensional GaAs quantum dot with Gaussian confinement in a magnetic field. J. Appl. Phys., 2013, 114, P. 044311.
8. Mukhopadhyay S., Chatterjee A. Polaronic correction to the first excited electronic energy level in semiconductor quantum dots with parabolic confinement. Phys. Lett. A, 1998, 240, P. 100.
9. Mukhopadhyay S., Chatterjee A. Relaxed and effective mass excited states of a quantum dot polaron. Phys. Rev. B, 1998, 58, P. 2088.
10. Mukhopadhyay S., Chatterjee A. Suppression of Zeeman splitting in a GaAs quantum dot. Phys. Rev. B, 1999, 59, P. R7833.
11. Adamowski J., Sobkowicz M., Szafran B., Bednarek S. Electron pair in a Gaussian confining potential. Phys. Rev. B, 2000, 62, P. 4234.
12. Germain M., Kartheuser E., Gurskil A. L., Lutsenko E.V., Marko I.P., Pavlovskii V.N., Yablonskii G.P., Heime K., Heuken M., Schineller B. Effects of electron–phonon interaction and chemical shift on near-band-edge recombination in GaN. J. Appl.Phys., 2002, 91, P. 9827.
13. Yanar S., Sevim A., Boyacioglu B., Saglam M., Mukhopadhyay S., Chatterjee A. Polaronic effects in a Gaussian quantum dot. Superlattices & Microstructures, 2008, 43, P. 208.
14. Mukhopadhyay S., Chatterjee A. The ground and the first excited states of an electron in a multidimensional polar semiconductor quantum dot: an all-coupling variational approach. J. Phys. Cond. Matter, 1999, 11, P. 2071.
15. Szafran B., Adamowski J., Bednarek S. Ground and excited states of few-electron systems in spherical quantum dots. Physica E, 1999, 4, P. 1.
16. Cohen M. On the Schrodinger equation with a Gaussian potential. J. Phys. A, 1984, 17, P. L101.
17. Chatterjee A. 1/N expansion for the Gaussian potential. J. Phys. A, 1985, 18, P. 2403.
18. Feng D.H., Xu Z.Z., Jia T.Q., Li X.X., Li C.B., Sun H.Y., Xu S.Z. Polaronic correction to the first excited electronic energy level in an anisotropic semiconductor quantum dot. Euro Phys. J. B, 2005, 44, P. 15.
19. Luhluh Jahan K., Chatterjee A. Effect of Temperature on the Single-Particle Ground-State and Self Energy of a Polar Quantum Dot with Gaussian Confinement. Physica B, 2020, 579, P. 411892.
20. Mukhopadhyay S., Boyacioglu B., Saglam M., Chatterjee A. Quantum size effect on the phonon-induced Zeeman splitting in a GaAs quantum dot with Gaussian and parabolic confining potentials. Physica E, 2008, 40, P. 2779.
21. Saini P., Boda A., Chatterjee A. Effect of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions on a D0 impurity in a two-dimensional Gaussian GaAs quantum dot in the presence of an external magnetic field. J. Mag. Mag. Mat., 2019, 485, P. 407.
22. Monisha P.J., Mukhopadhyay S. The pinning effect in a polar semiconductor quantum dot with Gaussian confinement: A study using the improved Wigner–Brillouin perturbation theory. Physica B, 2015, 464, P. 38.
Рецензия
Для цитирования:
Мукхопадхьяй С., Видьюллата Ч., Саини П., Малик З. Эффект электрон-фононного взаимодействия на первом возбужденном уровне энергии гауссовой квантовой точки GaAs. Наносистемы: физика, химия, математика. 2025;16(3):306-310. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-306-310
For citation:
Mukhopadhyay S., Vidyullatha Ch., Saini P., Malik Z. Effect of electron-phonon interaction on the first excited energy level of a Gaussian GaAs quantum dot. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2025;16(3):306-310. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-306-310
Просмотров:
28
Послать статью по эл. почте 