ექსიტონური კომპლექსები ერთგანზომილებიან ნანოსტრუქტურებში

ავტორი: ნინო ზურაშვილი
საკვანძო სიტყვები: ექსიტონი, ნანოსტრუქტურები, ნანომილი, ნანომავთული, ბიექსიტონი
ანოტაცია:

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, ნანომასშტაბიანი ობიექტების ოპტიკური თვისებები დიდ ინტერესის საგანს წარმოადგენს. ამის მიზეზია ელექტრონული სტრუქტურის ზომაზე დამოკიდებულება და მასთან დაკავშირებული ოპტიკური პარამეტრების ინჟინერია ფართო დიაპაზონში. ექსიტონები ნახევარგამტარებში წარმოადგენენ ძირითად შინაგან გამომსხივებლებს მოკლე ტალღის დიაპაზონში და აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავთ გამომსხივებელი მოწყობილებების წარმოებაში. გალიუმის ოქსიდი საკმაოდ პერსპექტიული მასალაა ოპტო-ელექტრონული თვალსაზრისით განიერი ენერგეტიკული ღრეჩოს გამო. ნაშრომში აღწერილია თეორიული მოდელი, რომლითაც აღვწერთ ექსიტონის და ბიექსიტონის ელექტრონულ მდგომარეობებს გალიუმის ოქსიდის ნანომავთულსა და ნანომილში, ეფექტური მასის მოდელის გამოყენებით, ბორ-ოპენჰაიმერის მიახლოებაში. ექსიტონის და ბიექსიტონის ბმის ენერგიის და ტალღური ფუნქციების ანალიზური გამოსახულებები მიღებულია სტრუქტურის გეომეტრიულ ზომებზე დამოკიებულებით. ამ მოდელში ვითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ შემზღუდავი ეფექტი ძლიერია კულონურ წევრზე. კულონური პოტენციალი გათვალისწინებულია მხოლოს ნანომავთულის/ნანომილის ღერძის (z-ღერძის) გასწვრივ. აქედან გამომდინარე, სივრცული შეზღუდვის გათვალისწინებით ექსიტონური მდგომარეობების დასათვლელად, კულონურ პოტენციალს ვასაშუალოებთ ელექტრონისა და ხვრელის (z-ღერძის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში) ტალღურ ფუნქციებზე. ამ პროცედურას კულონური პოტენციალი დაჰყავს ერთგანზომილებიან ეფექტურ პოტენციალზე და ერთგანზომილებიანი შრედინგერის განტოლება ამოიხსნება ვარიაციული მეთოდის გამოყენებით. ერთნაწილაკოვანი ექსიტონური მდგომარეობებიდან გადავდივართ ბიექსიტონის ენერგეტიკული მდგომარეობების ანალიზზე ბორ-ოპენჰაიმერის მიახლოებაში. გამოთვლები ნათლად აჩვენებს ექსიტონისა და ბიექსიტონის ბმის ენერგიების მნიშვნელოვან დამოკიდებულებას ნანოსტრუქტურების გეომეტრიულ ზომებზე.