Aharonov-Bohm effect in lens-shaped quantum dots

Editorial Board PCSS Journal; Володимир Головацький; Олександр Маханець; Наталія Головацька; Ілля Шакун

doi:10.15330/pcss.27.2.428-432

Автор(и)

Володимир Головацький Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна
Олександр Маханець Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна
Наталія Головацька Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна
Ілля Шакун Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.27.2.428-432

Ключові слова:

наноструктура, напівпровідник, квантова точка, квантове нанокільце, електричне поле

Анотація

Це дослідження теоретично досліджує ефект Ааронова–Бома (АВ) у квантових точках у формі лінзи InAs/GaAs/AlAs у постійних аксіальних магнітних і поперечних електричних полях. Стани електронів розраховуються шляхом розв’язання рівняння Шредінгера за допомогою методу скінченних елементів, реалізованого в COMSOL Multiphysics. Показано, що поперечне електричне поле, прикладене перпендикулярно до основи точки, суттєво змінює топологію основної хвильової функції електрона, індукуючи квазікільцеподібний просторовий розподіл. Утворення цього електроіндукованого стану забезпечує виникнення коливань АВ у зовнішньому магнітному полі. Збільшення напруженості електричного поля модулює період коливань АВ за рахунок збільшення ефективного радіуса квазікільцевого стану та зменшення критичного магнітного поля. Ці ефекти демонструють можливість електричного контролю АВ-ефекту в напівпровідникових наноструктурах.

Посилання

Y. Aharonov and D. Bohm, Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory, Phys. Rev. 115(3) 485 (1959); https://doi.org/10.1103/PhysRev.115.485.

M. Bayer, M. Korkusinski, P. Hawrylak, T. Gutbrod, M. Michel, A. Forchel, Optical Detection of the Aharonov-Bohm Effect on a Charged Particle in a Nanoscale Quantum Ring. Phys. Rev. Lett. 90(18), 186801(2003); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.90.186801.

D. Nasri, N. Bettahar, Magneto-optical properties in inhomogeneous quantum dot: The Aharonov-Bohm oscillations effect. Physica B: Condensed Matter, 501, 68 (2016); https://doi.org/10.1016/j.physb.2016.08.019.

I. Sellers, V. Whiteside, I. Kuskovsky, A. Govorov, B. McCombe, Aharonov-Bohm Excitons at Elevated Temperatures in Type-II ZnTe/ZnSe Quantum Dots. Phys Rev Lett. 100(13) 136405(2008); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.136405.

V. Holovatsky, O. Voitsekhivska, I. Bernik, Effect of magnetic field on electron spectrum in spherical nano-structures. Condens Matter Phys. 17(1), 13702 (2014);

https://doi.org/10.5488/CMP.17.13702.

V. Holovatsky, I. Holovatskyi, M. Chubrei, C. Duque, Theoretical modelling of magnetic field effects on the optical properties of type-II core–shell quantum dot. Appl Nanosci. 13, 7125 (2023); https://doi.org/10.1007/s13204-023-02877-4.

V. Holovatsky, M. Yakhnevych, M. Chubrey, Influence of a Magnetic Field and an off-center Impurity on the Electron Energy Spectrum in a Spherical Multilayer Nanosystem. J Nano- Electron Phys. 11(1), 01007-1 (2019); https://doi.org/10.21272/jnep.11(1).01007.

V. Holovatsky, О. Voitsekhivska, M. Yakhnevych, The effect of magnetic field and donor impurity on electron spectrum in spherical core-shell quantum dot. Superlattices and Microstructures. 116, 9 (2018); https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.02.006.

V. Holovatsky, I. Holovatskyi, M. Yakhnevych, Joint effect of electric and magnetic field on electron energy spectrum in spherical nanostructure ZnS/CdSe/ZnS. Phys E Low-Dimensional System and Nanostructures. 104, 58 (2018); https://doi.org/0.1016/j.physe.2018.07.020.

V. Holovatsky, I. Holovatsky, N. Holovatska, Electric field effect on the intraband optical absorption spectra in of the lens-shaped quantum dots. Journal of Thermoelectricity, 2024(1-2), 23 (2024); https://doi.org/10.63527/1607-8829-2024-1-2-23-33.

E. B. Al, R.L. Restrepo, A.L. Morales, F. Mora-Rey, & T. Sosa-Giraldo, Effects of electric and magnetic fields on the electronic properties in the asymmetrical biconvex lens-shaped GaAs/GaAlAs quantum dots. Physica B: Condensed Matter. 683, 415903 (2024); https://doi.org/10.1016/j.physb.2024.415903.

M. Choubani, H. Maaref, F. Saidi, Nonlinear optical properties of lens-shaped core/shell quantum dots coupled with a wetting layer: effects of transverse electric field, pressure, and temperature. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 138, 109226 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2019.109226.