بررسی آثار الکترواپتیک درجه دوم در نقطه های کوانتومی کادمیوم تلوراید

در دهه گذشته، استقبال و توجه به استفاده از لیزرهای نقطه کوانتومی (Quantum dot) شتاب روزافزونی یافته است. به دلیل تنظیم پذیری بالای این گونه لیزرها و درنتیجه امکان انعطاف فوق العاده در توان خروجی آن ها کاربردهای بی شماری به ویژه در حوزه جراحی های مربوط به بافت های حساس و توموگرافی پیدا شده است. ویژگی های منحصر به فرد نقاط کوانتومی سبب می گردد که خصوصیات و کاربردهای بسیار ممتازتری در قیاس با لیزرهای معمول و حتی لیزرهای چاه کوانتومی (Quantum well) داشته باشند. محیط های گین لیزری (Laser gain media) که از اجزاء اصلی سیستم لیزر هستند، دارای پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی غیر صفر هستند تا امکان جفت شدگی فازی را داشته باشند. در این پژوهش تلاش برآن است که امکان ایجاد تغییرات در این ویژگی و درنتیجه امکان مهندسی بر روی شدت لیزر به دست آمده با کاهش ابعاد سیستم بررسی گردد. بدین منظور با استفاده از تئوری های پایه مربوط به گذارهای اپتیکی اصلی و آمیختن آن ها با مفاهیم محدودیت کوانتومی، پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سوم برای نقاط کوانتومی نمونه ای نانوکریستال های تلوراید کادمیوم CdTe به ازای پارامترهای گوناگون محاسبه شده و تغییرات آن مورد بررسی قرار گرفته است.
در این مطالعه آثار اکسیتونی (Excitonic) برروی ویژگی های اپتیکی غیرخطی مرتبه سوم در نقطه های کوانتومی سهموی دیسک مانند مطالعه شده و توان نوسان گر اکسیتونی و پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سه مربوط به حضور اکسیتون در نقاط کوانتومی سهموی به صورت تئوریک مورد بررسی قرار گرفته است و پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سوم در نقاط کوانتومی سهموی با به کارگیری مدل سه ترازی گذارهای اکسیتون- بای اکسیتون (Biexciton) محاسبه شده است. در نهایت، نتایج عددی برای نقاط کوانتومی نمونه ای تلوراید کادمیوم CdTe ارائه گردیده اند. برای دستیابی به مقالات مرتبط موجود جستجو در سایت های Elsevier و IOP و (APS) American Physical Society صورت پذیرفت.
بخش های حقیقی و موهومی پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم مربوط به نانوساختار کادمیوم تلوراید محاسبه گردید و منحنی پاشندگی آن ها به ازای فرکانس برانگیختگی 1013×5 هرتز ترسیم گردید. سپس پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سوم به ازای فرکانس های فوتونی محدودساز مختلف بررسی شدند. هنگامی که بسامد محدودسازی سهمی وار ω0 افزایش می یابد، مکان پیک رزونانس اکسیتونی به سمت راست منحنی جابجا می گردد که جابجایی آبی (Blue-shift) محدودیت القاء شده شدید رزونانس اکسیتون را در نقاط کوانتومی نیمه رسانا پیش بینی می کند.
نتایج نشان می دهند که پذیرفتاری اپتیکی غیرخطی مرتبه سه به دلیل کوانتیزه شدن مناسب در نقاط کوانتومی افزایش بسیاری یافته است. این امر نقاط کوانتومی سهمی وار را به عنوان گزینه ای امیدبخش در کاربردهای اپتیکی غیرخطی و به ویژه لیزرهای نیمه رسانا با قابلیت تنظیم پذیری بالا مطرح می سازد.