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Intersubband transitions in spherical quantum dot quantum well nanoparticle
Optical and Quantum Electronics ( IF 3 ) Pub Date : 2020-05-21 , DOI: 10.1007/s11082-020-02336-2
R. Kostić , D. Stojanović

In this paper, we present results about electronic spectra and optical properties of one-electron spherical quantum dot-quantum well (QDQW) structure. Investigated structure consists of CdSe core surrounded by ZnS shell and caped by infinitely high electron potential barrier which can be a good model for any high enough potential barriers. This specific QDQW structure is determined by CdSe and ZnS properties (effective masses and conductive band offset) and the core size and the shell thickness. We present calculation results for one-electron ground (1 s ) state and the first excited (1 p ) state transition. For this transition we have calculated oscillator strengths and linear and third-order nonlinear intersubband optical absorption coefficients for various core and shell size i.e. different CdSe core radii and ZnS barrier thickness. Change in core and shell dimensions induces change in one-electron wave function i.e. electron energy states and localization for both 1 s and 1 p states. As a result, intersubband 1 s –1 p transition of this system is greatly dependent on the core and shell size. For very small core radii, less than 0.7 nm, and core radii over 1.5 nm the most probable intersubband transition is 1 s –1 p , but in the region between 0.7 and 1.5 nm core radii, transitions from 1 s to other p states dominates. Investigated properties depend mostly on the core radius. These results connect the dot structure and the optical properties of this particular structure. This behavior is than an illustration of similar systems.

中文翻译:

球形量子点量子阱纳米粒子中的子带间跃迁

在本文中,我们提出了关于单电子球形量子点-量子阱 (QDQW) 结构的电子光谱和光学特性的结果。研究的结构由被 ZnS 壳包围的 CdSe 核组成,并被无限高的电子势垒覆盖,这可以成为任何足够高势垒的良好模型。这种特定的 QDQW 结构由 CdSe 和 ZnS 特性(有效质量和导电带偏移)以及核尺寸和壳厚度决定。我们给出了单电子基态 (1 s ) 和第一激发 (1 p ) 态跃迁的计算结果。对于这种转变,我们计算了各种核和壳尺寸(即不同的 CdSe 核半径和 ZnS 势垒厚度)的振荡器强度和线性和三阶非线性子带间光吸收系数。核和壳尺寸的变化引起单电子波函数的变化,即电子能态和 1 s 和 1 p 态的局域化。因此,该系统的子带间 1 s –1 p 跃迁很大程度上取决于核和壳的尺寸。对于非常小的核心半径,小于 0.7 nm 和超过 1.5 nm 的核心半径,最可能的子带间跃迁是 1 s –1 p ,但在 0.7 和 1.5 nm 核心半径之间的区域中,从 1 s 到其他 p 状态的跃迁占主导地位. 研究的特性主要取决于核心半径。这些结果将点结构和这种特定结构的光学特性联系起来。这种行为不是类似系统的例证。因此,该系统的子带间 1 s –1 p 跃迁很大程度上取决于核和壳的尺寸。对于非常小的核心半径,小于 0.7 nm 和超过 1.5 nm 的核心半径,最可能的子带间跃迁是 1 s –1 p ,但在 0.7 和 1.5 nm 核心半径之间的区域中,从 1 s 到其他 p 状态的跃迁占主导地位. 研究的特性主要取决于核心半径。这些结果将点结构和这种特定结构的光学特性联系起来。这种行为不是类似系统的例证。因此,该系统的子带间 1 s –1 p 跃迁很大程度上取决于核和壳的尺寸。对于非常小的核心半径,小于 0.7 nm 和超过 1.5 nm 的核心半径,最可能的子带间跃迁是 1 s –1 p ,但在 0.7 和 1.5 nm 核心半径之间的区域中,从 1 s 到其他 p 状态的跃迁占主导地位. 研究的特性主要取决于核心半径。这些结果将点结构和这种特定结构的光学特性联系起来。这种行为不是类似系统的例证。从 1 s 到其他 p 状态的转换占主导地位。研究的特性主要取决于核心半径。这些结果将点结构和这种特定结构的光学特性联系起来。这种行为不是类似系统的例证。从 1 s 到其他 p 状态的转换占主导地位。研究的特性主要取决于核心半径。这些结果将点结构和这种特定结构的光学特性联系起来。这种行为不是类似系统的例证。
更新日期:2020-05-21
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