بررسی تأثیر ناخالصی هیدروژنی بر ترازهای انرژی و ویژگی های نوری سیم کوانتومی استوانه ای با کف محدب

ساختارهای کوانتومی، ساختارهایی می¬باشند که در آنها الکترون¬ها و حفره¬ها در اندازه¬های کوانتومی جایگزیده شده¬اند. خواص الکترونی و نوری این مواد به مقدار قابل توجهی با خواص آنها در حالات کپه¬ای متفاوت است. در این ساختارهای خیلی کوچک توابع موج در ناحیه کوچکی از فضا محبوس بوده که این منجر به اثراتی می¬گردد که آنها را اثرات تحدید کوانتومی گویند. سیم کوانتومی یکی از ساختارهای کوانتومی است که در آن حامل¬های بار در دو جهت محدود و در یک جهت آزاد می¬باشند. این محدودیت کوانتومی باعث شده که ترازهای انرژی سیم کوانتومی گسسته و چگالی حالات آن نیز جایگزیده باشد و این خود باعث پیدایش ویژگی¬های الکترونی و نوری منحصربه فردی در اینگونه نیم¬رساناها می¬شود که منجر به کاربرد وسیع آنها می¬گردد. در این رساله ابتدا با حل معادله شعاعی شرودینگر در تقریب جرم موثر، برای داخل و خارج سیم کوانتومی استوانه¬ای با کف محدب در حضور یک میدان مغناطیسی که در راستای محور سیم است، حالات الکترونی آن را بررسی کرده و ترازهای انرژی آن را بدست می¬آوریم و تأثیر عواملی از جمله شعاع سیم، برجستگی کف سیم، قدرت میدان مغناطیسی و پتانسیل تحدید را بر ترازهای انرژی سیم بررسی نموده¬ایم. نتایج بدست آمده حاکی از این است که ترازهای انرژی سیم کوانتومی به ابعاد و خصوصیات سیم وابسته است. در ادامه ناخالصی هیدروژنی را به سیستم وارد می¬کنیم و نشان می¬دهیم که وجود ناخالصی هیدروژنی کاهش انرژی ترازها رابه دنبال خواهد داشت سپس به کمک ماتریس چگالی تأثیر این ناخالصی را بر ضرایب جذب و شکست مطالعه می¬کنیم. سپس میدان الکتریکی را نیز به سیستم وارد کرده و تأثیر آن را بر ضرایب جذب و شکست بررسی می¬کنیم در نهایت نیز مقایسه¬ای بین تاثیر ناخالصی هیدروژنی و میدان مغناطیسی برسیستم انجام خواهیم داد. نتایج حاصله نشانگر این است که حضور ناخالصی هیدروژنی و میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی کاملا بر خصوصیات الکترونی و نوری سیم تأثیرگذار می-باشد.