بررسي حالت‌هاي مقيد در يك نانوسيم كوانتومي هسته-پوسته GaP/InP با مدولاسيون شعاعي

Investigation of confined states in a GaP/InP core-shell quantum nanowire with radial modulation

در اين مقاله حالت‌هاي مقيد سه بعدي محدود در يك نانوسيم InP كه بخش محدودي از آن توسط يك پوستهGaP يكنواخت پوشانده شده است، بررسي شده است. براي اين منظور، براساس تقريب موثر جرم و با استفاده از روش المان محدود، حالت‌هاي انرژي الكتروني سيستم محاسبه شد. نتايج نشان‌دهنده‌ي وجود حداقل يك حالت مقيد انرژي در ناحيه‌ي مدوله شده به ازاي هر مقدار عدد كوانتومي اندازه حركت زاويه‌اي مي‌باشد. تعداد اين حالت‌هاي مقيد با افزايش طول ناحيه ‌مدولاسيون افزايش مي‌يابد. بررسي نشان مي‌دهد اين حالت‌ها در اندازه حركت‌هاي زاويه‌اي بزرگتر بيشتر به ناحيه‌ي هسته-پوسته مقيد هستند. اين امر سبب افزايش تعداد حالت‌هاي مقيد و افزايش فاصله‌ي آن‌ها با پيوستار انرژي ناشي از بخش بينهايت سيستم مي‌شود. علاوه بر اين مقايسه‌ انرژي ترازها نشان دهنده‌ي آن است كه انرژي برخي از ترازها با اندازه حركت زاويه‌اي m=1 در پيوستار انرژي كانال m=0 قرار مي‌گيرد كه نشاندهنده‌ي پديده‌ي ترازهاي مقيد در پيوستار ناشي از هندسه مساله مي‌باشد.

In this paper, we investigate three-dimensional confined states in an InP nanowire, which is covered partially by a uniform GaP shell. For this purpose, based on the effective mass approximation and using the finite element method, the electronic energy states of the system were calculated. The results show that at least one confined energy state would exist in the modulated region for each channel of angular momentun and the number of confined states increases with increasing the length of the modulation region. This study also shows that bound states of higher angular momentum are more confined to the core-shell region. In addition, the comparison of energy levels shows that the energy of some levels with the angular momentum m=1 lie in the energy continuum of m=0 ones, which indicates the phenomenon of the geometry protected bound states in continuum.