Band edge and energy levels of truncated pyramidal In x Ga1– x As/GaAs (001) quantum dots are studied by single-band effective mass approach, and the dependence to stoichiometric percentages is investigated. It is shown that similar to studies on bulk samples, enhancement of indium percentage in quantum dot nanostructures decreases the band gap and the recombination energy of electrons and holes. Our principal result is that decrease of recombination energy and band gap is nonlinear, and the slopes are different for band gap and e–h recombination energy. In addition, it is proved that strain tensor is diagonal along z-axis and the absolute value of the components gets larger by more indium inclusion. Our results appear to be in very good consonance with similar studies

چکیده

لبه نوار و سطوح انرژی نقاط کوانتومی هرمی برش خورده InxGa1-xAs/GaAs (001) به وسیله روش جرم مؤثر تک نواری مطالعه شده و وابستگی به درصد استوکیومتری تأیید شده است. نشان داده شده است که مشابه تحقیقاتی در مورد نمونه های حجمی، افزایش درصد ایندیم در ساختارهای نقطه کوانتومی گاف نواری و بازترکیب انرژی الکترون ها و حفره ها را کاهش می دهد. نتیجه اصلی ما این است که کاهش بازترکیب انرژی و گاف نواری غیرخطی بوده و شیب برای گاف نواری و برای انرژی بازترکیب الکترون-حفره متفاوت است. به علاوه ثابت شده است که تانسور کرنش در راستای محور Z قطری است و قدر مطلق عناصرش با افزایش مقدار ایندیم بزرگ تر می شود. به نظر می رسد نتایج ما توافق خوبی با مطالعات مشابه داشته باشند.

1-مقدمه

مهندسی نانوساختارها ما را قادر می سازد تا اثرات کرنش آنها، گاف انرژی، سطوح انرژی، ساختار نواری و ... را کنترل کنیم. بهینه سازی این متغیرها منجر به کارایی بهینه دستگاه های نیمرسانا مانند انواع بسیاری از لیزرها می شود. نانوساختارهای نیمرسانا شامل چاه ها، سیم ها و نقاط کوانتومی می شوند که در آنها حامل ها به ترتیب در یک، دو و سه بعد محدود شده اند. نیمرساناهای کوانتومی محدودشده به دلیل خواص اپتیکی ناشی از محدودیت کوانتومی الکترون ها و حفره ها، موضوع مطالعات بسیاری بوده اند...