Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2024, выпуск 1 » Статья стр. 110
<<<>>>
Обобщенные граничные условия для огибающих волновых функций на поверхности полупроводниковых нанокристаллов
Российский научный фонд, 23-12-00300
Русских K.И.1, Родина А.В. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: kirill.russkih99@gmail.com, anna.rodina@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 19 октября 2023 г.
В окончательной редакции: 21 ноября 2023 г.
Принята к печати: 23 ноября 2023 г.
Выставление онлайн: 30 декабря 2023 г.
PDF версия
Представлен теоретический расчет энергетического спектра и волновых функций электрона в сферических полупроводниковых нанокристаллах (НК), окруженных диэлектрической средой. Рассмотрен случай высокого, но конечного потенциального барьера на поверхности НК, т. е. на границе полупроводника и диэлектрика, и большого различия эффективной массы электрона внутри и снаружи НК. Показано, что в рамках метода эффективной массы поверхность таких НК может быть рассмотрена как непроницаемая для электрона при ненулевом значении огибающих волновых функций на границе. Предложены обобщенные граничные условия, обеспечивающие непротиворечивое описание энергетического спектра квантово-размерных состояний локализованного электрона, и определены условия их применимости. Обобщенные граничные условия характеризуются одним поверхностным параметром, который зависит только от высоты потенциального барьера U и эффективной массы mB электрона снаружи НК. Показано, что энергии электронных уровней при увеличении mB понижаются, а вероятность обнаружения электрона на поверхности НК возрастает. Получены аналитические асимптотические выражения для зависимости энергии основного состояния электрона от U и mB. Ключевые слова: полупроводники, квантовые точки, нанокристаллы, граничные условия, метод эффективной массы.
  1. Al.L. Efros, L.E. Brus. ACS Nano 15, 4, 6192 (2021)
  2. А.И. Екимов, А.А. Онущенко. Письма в ЖЭТФ 40, 8, 337 (1984)
  3. L.E. Brus. J. Chem. Phys. 79, 11, 5566 (1983)
  4. Ал.Л. Эфрос, А.Л. Эфрос. ФТП 16, 7, 1209 (1982)
  5. F.P.G. de Arquer, D.V. Talapin, V.I. Klimov, Y. Arakawa, M. Bayer, E.H. Sargent. Science 373, 640, 1 (2021)
  6. Y.-S. Park, J. Roh, B.T. Diroll, R.D. Schaller, V.I. Klimov. Nature Rev. Mater. 6, 382 (2021)
  7. F. Meinardi, F. Bruni, S. Brovelli. Nature Rev. Mater. 2, 17072 (2017)
  8. J.H. Olshansky, S.M. Harvey, M.L. Pennel, M.D. Krzyaniak, M.R. Wasielewski, R.D. Schaller. J. Am. Chem. Soc. 142, 31, 13590 (2020)
  9. C.R. Kagan, L.C. Bassett, C.B. Murray, S.M. Thompson. Chem. Rev. 121, 3186 (2021)
  10. A.P. Alivisatos. Nature Biotechnology 22, 47 (2004)
  11. A. Sukhanova, I. Nabiev. Critical Rev. Oncology/Hematology 68, 39 (2008)
  12. C. Giansante. Chem. Eur. J. 27, 14358 (2021)
  13. A.R. Khabibulin, Al.L. Efros, S.C. Erwin. Nanoscale 12, 23028 (2020)
  14. J.W. Conley, C.B. Duke, G.D. Mahan, J.J. Tiemann. Phys. Rev. 150, 2, 466 (1966)
  15. D.J. Ben Daniel, C.B. Duke. Phys. Rev. 152, 2, 683 (1966)
  16. A. Rodina, A. Alekseev, Al.L. Efros, M. Rosen, B.K. Meyer. Phys. Rev. B 65, 12, 125302 (2002)
  17. N. Yahyaoui., N. Zeiri, P. Baser, M. Said, S. Saadaoui. Plasmonics 18, 1 (2023)
  18. T. Ando, S. Mori. Surf. Sci. 113, 124 (1982)
  19. G.T. Einevoll, L.J. Sham. Phys. Rev. B 49, 15, 10533 (1994)
  20. B. Laikhtman. Phys. Rev. B 46, 8, 4769 (1992)
  21. T. Ando, H. Akera. Phys. Rev. B 40, 17, 11619 (1989)
  22. Y. Fu, M. Willander, E.L. Ivchenko, A.A. Kiselev. Phys. Rev. B 47, 20, 13498 (1993)
  23. E.L. Ivchenko, A.Yu. Kaminski, U. Rossler. Phys. Rev. B 54, 8, 5852 (1996)
  24. A.B. Foreman. Phys. Rev. Lett. 81, 2, 425 (1998)
  25. V.L. Alperovich, D.M. Kazantsev, A.G. Zhuravlev, L.D. Shvartsman. Appl. Surf. Sci. 561, 149987 (2021)
  26. Д.М. Казанцев, В.С. Хорошилов, Г.Э. Шайблер, В.Л. Альперович. ФТТ 65, 8, 1271 (2023)
  27. D.B. Tran Thoai, Y.Z. Hu, S.W. Koch. Phys. Rev. B 42, 17, 11261 (1990)
  28. R. Vaxenburg, A. Rodina, A. Shabaev, E. Lifshitz, Al.L. Efros. Nano Lett. 15, 3, 2092 (2015)
  29. A. Shabaev, Al.L. Efros, A.L. Efros. Nano. Lett. 13, 5454 (2013)
  30. L.S. Braginsky. Phys. Rev. B 60, 20, 13970 (1999)
  31. A. Rodina, Al.L. Efros. Nano Lett. 15, 6, 4214 (2015)
  32. A. Rodina, Al.L. Efros, A. Alekseev. Phys. Rev. B 67, 15, 155312 (2003)
  33. J. Gupta, D. Awshalom, Al.L. Efros, A. Rodina. Phys. Rev. B 66, 12, 125307 (2002)
  34. M. Abramowitz, I.A. Stegun. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. Dover Publications Inc, N.Y. (1992). 1046 p
  35. J.K. Tomfohr, O.F. Sankey. Phys. Rev. B 65, 245105 (2002)
  36. Ю.Н. Демков, В.Н. Островский. Метод потенциалов нулевого радиуса в атомной физике. ЛГУ, Л. (1975). 240 с
  37. В.М. Галицкий, Б.М. Карнаков, В.И. Коган. Задачи по квантовой механике. Наука, М. (1992). 879 с
  38. Э.Е. Тахтамиров, В.А. Волков. ЖЭТФ 116, 5, 1843 (1999)
  39. A. Rodina, A. Alekseev. Phys. Rev. B 73, 11, 115312 (2006)
  40. Г.Б. Григорян, А.В. Родина, Ал.Л. Эфрос. ФТТ 32, 12, 3512 (1990)
  41. Н.А. Ефремов, С.И. Покутний. ФТТ 32, 6, 1637 (1990)
  42. A.V. Rodina, Al.L. Efros. ЖЭТФ 149, 3, 641 (2016)
  43. L. Banyai, P. Gilliot, Y.Z. Hu, S.W. Koch. Phys. Rev. B 45, 24, 14136 (1992)
  44. Н.А. Ефремов, С.И. Покутний. ФТТ 27, 1, 48 (1985)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme