مطالعه خصوصیات الکترونی دو کره کوانتومی جایگزیده در سیم کوانتومی آلاییده با استفاده از حل معادلات شرودینگر و پواسون– شرودینگر

ساختارهای کوانتومی به عنوان منبع پیشرفته نیم‌هادی در تولید نور می‌باشد و بررسی خصوصیات الکترونی و الکترواپتیکی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سیستم‌ها و منابع نور تک فوتونی یکی از اجزای اصلی طراحی سیستم‌های فوتونیک کوانتومی هستند و تلاش‌های زیادی برای تحقیق بر روی چنین منابعی صورت گرفته که از بین آنها نقاط کوانتومی نیم‌هادی به طور ویژه جذاب بوده و نقاط کوانتومی تعبیه شده در نانو سیم‌های نیم‌رسانا با سطوح انرژی و توابع موج مختلف، در نتیجه جذب و نشر فوتون‌های متفاوت، می‌توانند کاربردهای متنوعی داشته باشند.بنابراین در این مطالعه ابتدا خصوصیات الکترونی دو کره کوانتومی متقارن از جنس ایندیوم آرسناید درون استوانه کوانتومی گالیوم آرسناید با حل عددی معادله شرودینگر و با استفاده از نرم افزار کامسول بررسی و نتایج به دست آمده شامل ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی با نتایج به دست آمده از حل نظری و سایر کارهای مشابه مقایسه شده است. در این مرحله تحقیق اصلی استفاده از معادله خود سازگار پواسون – شرودینگر برای نانو ساختار‌های مورد مطالعه می‌باشد که با افزودن مقادیر مختلف ناخالصی، اثر ناخالصی‌ها را بر خصوصیات الکترونی نانو سیم کوانتومی و ساختار دو کره کوانتومی درون سیم کوانتومی به دست آورده و با نتایج حاصل از حل معادله شرودینگر در شرایط حدی مقایسه می‌گردد. نتایج به دست آمده نشان دهنده این است که تاثیر تغییرات شعاع کره‌های داخلی و مقادیر مختلف ناخالصی آلاییده شده در خصوصیات الکترونی نانو ساختار قابل توجه و تاثیر دما از دماهای پایین تا دمای محیط ناچیز می‌باشد.

electronic properties of two quantum spheres confined in the doped quantum wire using schrodinger and poisson-schrodinger equation

quantum structures serve as advanced semiconductors for generating light and, investigating their electronic and optoelectronic properties holdsparticular significance. single-photon light sources and associated systems are essential components in the design of quantum photonic systems and, extensive efforts have been made to explore these sources, withsemiconductor quantum dots, especially those embedded in semiconductor nanowires, proving highly appealing and, quantum dots with varying energy levels and wave functions that lead to the absorption and emission of diverse photons can find numerous applications. in this study, we first examined the electronic properties of two symmetrically positioned indium arsenide quantum dots within a gallium arsenide quantum wire and, this was achieved through numerical solutions of the schrödinger equationusing the comsol software and the finite element method and, the obtained results, including energy eigenvalues and eigenfunctions, were comparedwith theoretical results and findings from related research. the primary focus of this research involved the utilization of the self-consistent poisson-schrödinger equation for studying the various nanostructures, by incorporating various impurity values, the influence of impurities on theelectronic properties of the quantum nanowire and the structure of the two quantum spheres within the quantum wire was determined. these resultswere compared with the outcomes of solving the schrödinger equation under limiting conditions. the results revealed that impurity effects are substantial, whereas temperature effects within the range of lowtemperatures to ambient temperature are negligible. furthermore, variations in the internal radii and impurity contamination significantly impact the electronic properties of the nanostructure, and these effects can be quantified.