Dış Alanlar Altındaki Çoklu Kuantum Kuyularında Lineer ve Lineer Olmayan Band İçi Optik Soğurma

Bu çalışmada, elektrik ve eğik manyetik alan altında GaAs/GaAlAs çoklu (beş kuantum kuyusu) kuantum kuyusunda dış alanların (elektrik ve eğik manyetik alan) ve kuyu parametrelerinin optik soğurma katsayısı üzerindeki etkileri teorik olarak incelenmiştir. İlk olarak, çoklu kuantum kuyularında kuşatılmış bir elektronun özdeğer ve özfonksiyonları, etkin-kütle yaklaşımı ile transfer-matris metodu kullanılarak Schrödinger denkleminden analitik olarak hesaplanmıştır. İkinci aşamada, GaAs/GaAlAs çoklu kuantum kuyu sisteminde doğrudan, dolaylı ve toplam bandiçi optik soğurma çalışılmış ve optik geçişler için kompakt yoğunluk matris yaklaşımı kullanılmıştır. Dış alan şiddetleri ve θ-eğiklik açıları gibi parametrelerin sadece soğurma spektrumdaki pik pozisyonlarını kaydırmakla kalmayıp, aynı zamanda yüksekliklerini de önemli ölçüde değiştirdiği gösterilmiştir. Genellikle, kuantum kuyularının elektronik ve optik özellikleri, uygulanan dış alanlara ve kuyu parametrelerine oldukça duyarlıdır. Bu nedenle, dış alanların etkisini, uzak kızılötesi elektromanyetik spektrum aralığında ilgili optik özellikleri ayarlamak ve kontrol etmek için kullanılabileceği sonucuna varabiliriz.

Linear And Nonlinear Intersubband Optical Absorptions In Multiple Quantum Wells Under The External Fields

In this study, the effects of the external fields (electric and tilted magnetic fields) and well parameters on the optical absorption coefficients in GaAs/GaAlAs multiple (five) quantum wells under the applied electric and tilted magnetic fields has been investigated theoretically. Firstly, the energy eigenvalues and eigen functions of an electron confined in multiple quantum wells are calculated by analytically from Schrödinger equation using the transfer matrix method within the effective mass approximation, Secondly, the linear, nonlinear and total intersubband optical absorptions in GaAs/GaAlAs multiple quantum wells system are studied within the compact density-matrix approach. It is shown that the parameters such as strenghts of the external fields and θ-tilted angle values not only shift the peak positions in absorption spectrum but also considerably modify their potential heights. In generally, electronic and optical properties of the quantum wells are very sensitive to the applied external fields and well parameters. Therefore, we can conclude that the effect of the external fields can be used to tune and control the optical properties of interest in the range of the far-infrared electromagnetic spectrum.

Keywords:

Multiple quantum wells, Optical Properties, Electric Field Tilted Magnetic Field,

PDF

___

[1] Karabulut İ., Atav Ü., Şafak H., Tomak M., Eur. Phys. J. B 55 (2007) 283-288.
[2] C. Mailhiot, Y.C. Chang, T.C. McGill, Phys. Rev. B 26 (1982) 4449–4457.
[3] Q. Guo, Y.P. Feng, H.C. Poon, C.K. Ong, Eur. Phys. J. B 9 (1999) 29–36.
[4] F.Q. Zhao, X.X. Liang, S.L. Ban, Eur. Phys. J. B 33 (2003) 3–8.
[5] Z.P. Wang, X.X. Liang, X. Wang, Eur. Phys. J. B 59 (2007) 41–46.
[6] Y.B. Yu, S.N. Zhu, K.X. Guo, Phys. Lett. A 335 (2005) 175–181.
[7] E. Kasapoglu, H. Sari, I. Sökmen, Surf. Rev. Lett. 13 (2006) 397–401.
[8] E. Kasapoglu, I. Sökmen, Physica E 27 (2005) 198–203.
[9] O. Aytekin, S. Turgut, M. Tomak, Physica E 44 (2012) 1612–1616.
[10] E. Kasapoglu, S. Sakiroglu, F. Ungan, U. Yesilgul, C.A. Duque, I.Sökmen, Physica B 526 (2017) 127-131.
[11] S. Baskoutas, A.F. Terzis, Physica E 40 (2008) 1367–1370.
[12] S. Baskoutas, C. Garoufalis, A.F. Terzis, Eur. Phys. J. B 84 (2011) 241–247.
[13] F. Ungan, E. Kasapoglu, I. Sökmen, Solid State Commun. 151 (2011) 1415–1419.
[14] E. Rosencher, Ph. Bois, Phys. Rev. B 44, 11315 (1991).
[15] M.K. Gurnick and T.A. Detemple, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 791 (1983).
[16] İ. Karabulut, S. Baskoutas, J. Appl. Phys. 103, 073512 (2008).
[17] C.H. Liu, B.R. Xu, Phys. Lett. A 372, 888 (2008). DOI: 10.1016/j.physleta.2007.08.046
[18] B. Chen, K.X. Guo, Z.L. Liu, R.Z. Wang, Y.B. Zheng, B. Li, J. Phys.: Condens. Matter 20, 255214 (2008).
[19] J.C. Maan,Solid-State Sciences,53,edited by G.Bauer, F.Kuchar, H.Heinrich (1984).
[20] I. Sökmen, H. Sari, S. Elagöz, Y. Ergün, S. Erzin, Superlattices Microstruct. 17, 3 (1995).
[21] Y. Ergün, I. Sökmen, H. Sari, S. Elagoz, M.C. Arıkan, Semicond. Sci. Technol. 12, 802 (1997).
[22] R Amca, Y Ergun, I Sökmen, H Sari, Semicond. Sci. Technol. 15, 1087 (2000).
[23] R. Özbakır, Can. J. Phys. 96, (9), 999–1003 (2018)
[24] E.M. Goldys, J.J. Shi,Phys. Status Solidi (b), 210, 237 (1998).
[25] S. Ünlü, İ. Karabulut, H. Safak, Physica E 33, 319 (2006).
[26] F. Ungan, M. E. Mora-Ramos, C. A. Duque, E. Kasapoglu, H. Sari, I. Sökmen, Superlattices Microstruct. 66, 129 (2014).
[27] E. Kasapoglu, C. A. Duque, H. Sari, I. Sökmen, The European Physical Journal B, 82, 13 (2011).
[28] İ. Karabulut, Ü. Atav, H. Safak, M. Tomak, Eur. Phys. J. B 55, 283 (2007).
[29] B. Chen, K.X. Guo, R.Z. Wang, Z.H. Zhang, Z.L. Liu, Solid State Commun. 149, 310 (2009).
[30] D. Ahn, S.L. Chuang, IEEE J. Quantum Electron 23, 2196 (1987).
[31] I. Karabulut, C.A. Duque, Physica E 43, 1405 (2011).
[32] M.J. Karimi, A. Keshavarz, Superlatt. Microstruct. 50, 572 (2011).

ISSN: 2587-2680
Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
Başlangıç: 2002
Yayıncı: SİVAS CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ > FEN FAKÜLTESİ

Arşiv

Sayıdaki Diğer Makaleler

Dış Alanlar Altındaki Çoklu Kuantum Kuyularında Lineer ve Lineer Olmayan Band İçi Optik Soğurma

Rana ÖZBAKIR

Yapay Sinir Ağı ile Yeni Üretilen Etkin Etkileşimle Nötron Zengini Zn İzotopları için Kabuk Modeli Hesaplamaları

Serkan AKKOYUN, Tuncay BAYRAM