ساختار الکترونی نانوبلورهای pbse

ترکیبات pbse و pbs نیمرساناهایی با گاف نواری باریک می باشند و به صورت تجاری مورد استفاده قرار می گیرند. نقاط کوانتومی نیمرسانای iv-vi مثل pbse به علت شعاع بوهر بزرگ شان، محبوس شدگی کوانتومی قوی و خواص نوری منحصربه فردی دارند. به همین دلیل، این ماده برای کاربرد در حوزه های مختلف نوری و الکتریکی، از جمله ساخت ادوات فوتونیکی مثل آشکارسازهای نوری، مناسب است. با توجه به اینکه خواص نوری این نانوبلورها از ساختار الکترونی آن ها نشأت می گیرد، در این تحقیق ساختار الکترونی این مواد مطالعه شده است. برای محاسبه ساختار الکترونی نانوبلورهای pbse، روش چهارباندی به کار برده شد. در این روش هامیلتونی حل مسئله جفت شدگی نوار هدایت و ظرفیت را شامل می شود، بنابراین هامیلتونی مذکور به صورت یک ماتریس 4 4 می باشد. با انجام تبدیلات مناسب، این هامیلتونی به شکل چهارمعادله دیفرانسیل جفت شده در می آید. برای حل، معادلات دیفرانسیل مربوطه را با روش تفاضل متناهی بسط داده شده است. در نهایت حل مسئله به پیداکردن مقادیر ویژه و بردارهای ویژه منجر می شود که توابع موج و حالت های انرژی الکترونی را می دهد. سپس با استفاده از این حالت های انرژی به دست آمده، ترازهای انرژی را برای چندین نانوذره با ابعاد مختلف بدست آورده و در هر حالت گاف انرژی محاسبه شده است. از محاسبات انجام شده، نتیجه گرفتیم که با کوچک شدن اندازه نانوذره، گاف انرژی افزایش پیدا می کند و ترازهای انرژی از هم شکافته می شوند. همچنین گاف انرژی را با تغییر ابعاد ذره در راستای طولی و عرضی به طور جداگانه، محاسبه و تاثیر این دو حالت روی گاف انرژی را با هم مقایسه کرده و نتیجه گرفتیم که تاثیر تغییر اندازه نانوذره در راستای طولی روی گاف انرژی بیشتر است. در ادامه، تابع موج را برای چند تراز رسم کرده، به گونه ای که نتایج نشان می دهند، تابع موج هر تراز به طور قابل ملاحظه ای از نوارهای دیگر تاثیر می پذیرد.