مقاله پژوهشی: محاسبۀ ترازهای انرژی سیم‌های کوانتمی با سطح مقطع V شکل و شیار متغیر

• Main Author: علی حسین محمد ظاهری
• Format: Article
• Language: fas
• Published: Alzahra University 2020-03-01
• Series: فیزیک کاربردی ایران
• Subjects: سیم‌های کوانتمی; نانوسیم با مقطع v شکل; ویژه‌تابع; ویژه‌مقدار; پتانسیل مؤثر
• Online Access: https://jap.alzahra.ac.ir/article_4840_efd1639e24eed25afbaf59c2b4a1da70.pdf

در این کار، طیف انرژی الکترون‌ها و حفره‌های سیم‌های کوانتمی با سطح مقطع V شکل با پهنای شیار متغیر به صورت تحلیلی محاسبه شده است. این پژوهش در ادامه کار اینوشیتا و همکاران او است، که در آن، خواص نانوسیم‌های V شکل با شیار ثابت را مطالعه و بررسی کرده‌اند. برای اصلاح ساختار سیم، از معادلات پیشنهادی در مقالۀ اینوشیتا و همکاران در خصوص سیم‌های کوانتمی با سطح مقطع V شکل ولی با پهنای شیار متغیر استفاده شده است. یک پتانسیل مؤثر جدید با توجه به شکل سطح مقطع این نانوسیم معرفی کردیم و با استفاده از آن و در نظر گرفتن مختصات تبدیل‌یافتۀ مناسب، تابع موج دوبعدی شرودینگر به دو معادلۀ دیفرانسیل یک‌بعدی تبدیل شد. با استفاده از این دو معادله، مقادیر ویژه (ترازهای انرژی) و همچنین توابع موج متناظر با آن‌ها برای حامل‌های بار در نواحی داخلی و بیرونی سیم محاسبه شدند. نتایج با کلیت نتایج تحقیقات قبلی مطابقت خوبی دارند. لازم است ذکر کنیم که به دلیل آنکه سیم‌های کوانتمی با این ویژگی برای اولین بار ارزیابی شده است، امکان مقایسۀ عددی بین نتایج این کار با کارهای دیگران وجود ندارد. ولی با توجه به خصوصیت ذاتی این نوع نانوساختارها می‌توان گفت که نتایج بسیار خوبی حاصل شده است. از جمله آنکه با افزایش انحنای بالای سیم کوانتمی (در شکل (1-a) با نماد (b)) مقدار ویژۀ انرژی کاهش می‌یابد که با قواعد کوانتمی سازگاری کامل دارد. نتایج حاصل از این کار برای مطالعۀ خواص فیزیکی نانوسیم‌های V شکل که نیاز به محاسبات تحلیلی دارند بسیار باارزش است.