สัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงในควอนตัมดอทสามเหลี่ยมมุมฉาก

ผู้แต่ง

  • จิรารัตน์ จุ่นฮวย Department of Physics, Faculty of Science, Naresuan University
  • จินดา พ้นเวร
  • วัชระกร ศรีคำ
  • อรรถพล อ่ำทอง ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร https://orcid.org/0000-0002-6802-440X

คำสำคัญ:

ควอนตัมดอทสามเหลี่ยมมุมฉาก, ออสซิลเลเตอร์สเทรง, สัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เราได้ศึกษาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์และคุณสมบัติทางแสงของควอนตัมดอททรงสามเหลี่ยมมุมฉาก โดยอาศัยการประมาณของมวลยังผลในการแก้สมการชโรดิงเจอร์เพื่อหาผลเฉลยเชิงวิเคราะห์ของพลังงานและฟังก์ชันคลื่น หลังจากนั้นนำค่าที่ได้มาคำนวณหาออสซิลเลเตอร์สเทรง และค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสง ซึ่งพบว่าความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนแปลงระดับชั้นพลังงานของอิเล็กตรอนเมื่อแสงตกกระทบโพลาไรซ์ในแนวแกน และแนวแกน มีการกระจายตัวเหมือนกัน เมื่อพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงทั้งแบบเชิงเส้นและไม่เป็นเชิงเส้น พบว่า เมื่อขนาดของควอนตัมดอทเพิ่มขึ้น จุดสูงสุดของการดูดกลืนแสงจะแสดงพฤติกรรมของปรากฏการณ์เรดชิฟท์ โดยค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของการเปลี่ยนแปลงสถานะจากสถานะพื้นไปยังสถานะกระตุ้นที่ 1 จะมีความโดดเด่นเมื่อขนาดของควอนตัมดอทน้อยกว่า 20 นาโนเมตร ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงจากสถานะพื้นไปยังสถานะกระตุ้นที่ 2 จะมีความโดดเด่นเมื่อควอนตัมดอทมีขนาดมากกว่า 20 นาโนเมตร ซึ่งเป็นผลอันเนื่องมาจากขนาดของค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงแบบไม่เป็นเชิงเส้นมีค่าเพิ่มขึ้น โดยคุณสมบัติทางแสงที่เราพบจะเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางแสงแบบใหม่

References

Duque, C.A., Mora-Ramos, M.E., Kasapoglu, E.S.İ.N., Ungan, F.A.T.İ.H., Yesilgul, U., Sakiroglu, S., ...& Sökmen, I. (2013). Impurity-related linear and nonlinear optical response in quantum-well wires with triangular cross section. Journal of luminescence, 143, 304-313.

Fu, L., Lever, P., Sears, K., Tan, H.H., & Jagadish, C. (2005). In/sub 0.5/Ga/sub 0.5/As/GaAs quantum dotinfrared photodetectors grown by metal-organic chemical vapor deposition. IEEE electron device letters, 26(9), 628-630.

Huffaker, D.L., Park, G., Zou, Z., Shchekin, O.B., & Deppe, D.G. (1998). 1.3 room-temperature GaAs-based quantum-dot laser. Applied Physics Letters, 73(18), 2564-2566.

Jo, M., Mano, T., Abbarchi, M., Kuroda, T., Sakuma, Y., & Sakoda, K. (2012). Self-limiting growth of hexagonal and triangular quantum dots on (111) A. Crystal growth & design, 12(3), 1411-1415.

Liboff, R.L. (2003). Introductory quantum mechanics. India: Pearson Education India.

Liu, H., Wang, T., Jiang, Q., Hogg, R., Tutu, F., Pozzi, F., & Seeds, A. (2011). Long-wavelength InAs/GaAs quantum-dot laser diode monolithically grown on Ge substrate. Nature Photonics, 5(7), 416-419.

Li, W.K. (1984). A particle in an isoceles right triangle. Journal of Chemical Education, 61(12), 1034.

Mirin, R.P., Ibbetson, J.P., Nishi, K., Gossard, A.C., & Bowers, J.E. (1995). 1.3 photoluminescence from InGaAs quantum dots on GaAs. Applied physics letters, 67(25), 3795-3797.

Osorio, J.A., Caicedo-Paredes, D., Vinasco, J.A., Morales, A.L., Radu, A., Restrepo, R.L., ... & Duque, C.A. (2020). Pyramidal core-shell quantum dot under applied electric and magnetic fields. Scientific Reports, 10(1), 1-14.

Pramjorn, N., & Amthong, A. (2020). Donor binding energies in a curved two-dimensional electron system. Applied Surface Science, 508, 145195.

Reilly, C.E., Nakamura, S., DenBaars, S.P., & Keller, S. (2020). MOCVD growth and characterization of

InN quantum dots. Physica status solidi (b), 257(4), 1900508.

Sautter, K.E., Vallejo, K.D., & Simmonds, P.J. (2020). Strain-driven quantum dot self-assembly by molecular beam epitaxy. Journal of Applied Physics, 128(3), 031101.

Schuck, C.F., Vallejo, K.D., Garrett, T., Yuan, Q., Wang, Y., Liang, B., & Simmonds, P. J. (2020). Impact of arsenic species on self-assembly of triangular and hexagonal tensile-strained GaAs (111) A quantum dots. Semiconductor Science and Technology, 35(10), 105001.

Sellin, R.L., Ribbat, C., Grundmann, M., Ledentsov, N.N., & Bimberg, D. (2001). Close-to-ideal device characteristics of high-power InGaAs/GaAs quantum dot lasers. Applied Physics Letters, 78(9), 1207-1209.

Tiutiunnyk, A., Tulupenko, V., Mora-Ramos, M.E., Kasapoglu, E.S.İ.N., Ungan, F.A.T.İ.H., Sari, H.Ü.S.E.Y.İ.N., ...

& Duque, C.A. (2014). Electron-related optical responses in triangular quantum dots. PhysicaE:Low-dimensional Systems and Nanostructures, 60, 127-132.

Wu, S., Wang, L., Li, H., & Zeng, X. (2014). Tuning of the intersubband absorption in a shallow InAs/InP quantum wire by a transverse electric field. Superlattices and Microstructures, 67, 33-39.

Yusa, G., & Sakaki, H. (1997). Trapping of photogenerated carriers by InAs quantum dots and persistent photoconductivity in novel GaAs/n-AlGaAs field-effect transistor structures. Applied physics letters, 70(3), 345-347.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2021-08-19

How to Cite

จุ่นฮวย จ. ., พ้นเวร จ., ศรีคำ ว. . ., & อ่ำทอง อ. (2021). สัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงในควอนตัมดอทสามเหลี่ยมมุมฉาก. PSRU Journal of Science and Technology, 6(2), 36–51. สืบค้น จาก https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/Scipsru/article/view/244078