O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi buxoro davlat universiteti «Fizika – matematika»

1.3. O‘lchamli kvantlashgan tuzilmada yorug‘likning anizotropik yutilishi.

Qo‘rg‘oshinning xalkogenidli birikmasi (QXB) osh tuzi kabi (kub panjarali) kristallanadi. Bunday kub panjaraning fazoviy simmetriyasi . QXB o‘tkazuvchanlik va valet zonalarining ekstremumi keltirilgan Brillyuen zonasining L nuqtasida joylashgan. Tok tashuvchilar energiyasining ellipsoidining bosh o‘qi (111) yo‘nalishida joylashgan.

Kelgusida texnologik injiqliklarni (masalan deformatsiya ta’sirini) e’tiborga olmasdan o‘ta panjara QXBda ideal hosil qilingan deb tasavvur etamiz. Kelgusi hisoblarda o‘ta panjarali yarimo‘tkazgich elektronning to‘lqin funksiyasini egiluvchi to‘lqin funksiyasi sifatida.

(1.3.1)

qaraymiz i – qatlamning tartibi, - o‘ta panjara davri oraligida sekin o‘zgaruvchi egiluvchi to‘lqin funksiya. U_L - Brillyuen zonasining L nuqtasidagi Blox funksiyasi.

(111) vohasi o‘ta panjara o‘qiga nisbatan =70,52⁰ qiyalikda joylashgan. o‘ta panjara o‘qi bilan, bog‘langan koordinatalar sistemasiga nisbatan effektiv gamiltonianning ko‘rinishi quyidagicha bo‘ladi.

. (1.3.2)

Bunda - impuls operatorining matritsa elementi <111> voha uchun , <111> - voha uchun esa

(1.3.3)

o‘tkazuvchanlik (S) va valet (v) zonasining modullashuvchi potensiali d – o‘ta panjaraning davri, a va b – yarimo‘tkazgich qatlamlarining qalinligi, E_g – taqiqlangan zonasining kengligi, e. b. – ermitli bog‘lanish.

Bastardning chegaraviy shartlarini e’tiborga olib, yuqorida qayd etilgandek.

(1.3.4)

<111> voha uchun

(1.3.5)

yoki

Bunda

(1.3.6)

(1.3.7)

S₀ - fotonlar oqimining zichligi,

(1.3.8)

va - o‘tkazuvchanlik va valent zonalaridagi mini zonalarning tartibi, D – o‘q bo‘ylab o‘ta panjaraning o‘lchami, - dipol matritsa elementi.

O‘lchamli kvantlashgan cheksiz chuqur potensial o‘racha uchun o‘zaro qamrash integrali s va v zonadagi bir xil tartibli (n=m) mini zonalar uchungina noldan farqli va (/2) ga teng, chekli chuqurlikli kvantlashgan o‘ra uchun . Biz bu yerda tashuvchilarning tunel o‘tishlarini e’tiborga olmayapmiz, chunki bu holni texnologik jarayon tabiatiga bog‘liq holda boshqarilishi mumkin. U holda (111) energetik voha uchun (1.3.7) dan

(1.3.9)

munosabatni olamiz. Bu ifodada -teta funksiya, -s va v zonadagi n – tartibli mini zonalar

Oxirgi ifodadan ko‘rinayaptiki, agar noekvivalent energetik vohalar bo‘yicha yutilish protsesslarni to‘la jamlasak va o‘ta panjaraning o‘qiga nisbatan optik yutilishni hisoblasak, u holda yutilish anizatropik bo‘lishi kelib chiqadi. Energetik vohalarning qiyaligi va noekvivalentligi umumiy yutilish koeffitsiyenti yorug‘likning qutblanish vektorining orientatsiyasiga bog‘liqligi kelib chiqadi [26, 30].
Xulosa.

Nanotuzilmalarda tok tashuvchilarning energiyaviy spektri hisoblangan va uning impulslar fazosidagi ko‘rinishi juda murakkab ekani ko‘rsatilgan. Jumladan to‘lqin vektorining kichik qiymatlar sohasida munosabat kvadratik bo‘lib, tok tashuvchilarning samaraviy massasi o‘lchamli kvantlashish yo‘nalishida hajmiy kabi qolib, unga tik yo‘nalishda energiyaviy sath tartib raqamiga bog‘liq bo‘lib qoladi.

Nanotuzilmalarda yassi qutblangan yorug‘lik yutilishi koeffitsientining spektri cho‘qqili bo‘lib, maksimumlarining holati optikaviy o‘tishlarning tabiatiga bog‘liqdir. Agar Fermi energiyasi ikkinchi tartibli energetik sath bilan ustma-ust tushsa, o‘lchamli kvantlashgan o‘ralarda birinchi va ikkinchi energetik sathlarga optik o‘tishlar hisobiga yutilish maksimumlari bir-biriga mos tushadi. Bunda ikkinchi sathga optik o‘tish ehtimolligi birinchi sathga optik o‘tish ehtimolligiga nisbatan besh marta kattadir.

Tok tashuvchilar to‘lqin vektoriga nisbatan kvadratik hadlardan tashqari kubinchi va norelyativistik hadlarning tok tashuvchilar gamiltonianida e’tiborga olinishi valent va o‘tkazuvchanlik zonalaridagi o‘lchamli kvantlashgan elektronli holatlar o‘rtasidagi «ta’qiqlangan» optik o‘tishlarni ruxsat etilgan optik o‘tishlarga aylantiradi. Bu esa yorug‘lik yutilishining tabiatini o‘zgartiradi, ya’ni yutilish spektrining o‘zgarishiga olib keladi.

O‘lchamli kvantlashgan tizimlarda har bir optik o‘tishlar o‘zlarining o‘tish qoidasiga egadir va uning tabiati tok tashuvchilar gamiltonianining tanlanishiga bog‘liqdir