The total absorption coefficient in spherical GaN/AlxGa1-xN core-shell nanodots is theoretically investigated taking into account effective mass approximation. The influence of the nanosystem geometry upon the energy spectrum and transition energy <$Edelta roman E> associated to interlevel transitions is studied. We found that the energy transitions vary with the core-shell radius, and the peak position of the total absorption coefficient is greatly affected by changing of the shell radius. The possibility of tuning the resonant energies by using the geometric core shell effect of the spatial confinement can be useful in the optoelectronic devices applications. Also we observed that the magnitudes of the total absorption coefficient can be increased significatly compared traditional cases of QD, and the peaks are shifted to the lower energies.

In this paper, the modeling and analysis of single bi-layer Si-QD solar cell is addressed. The modeling of solar cell is done in MATLAB. The photo currents are calculated for various Si-QD diameters like 2,5, 3, 3,5 and 4 nm and SiO² barrier layer thicknesses like 2,5, 2 and 1,5 nm. It has been observed that with the Si-QD diameter, the photo-current increases. On the other hand, photo-current varies conversely with barrier layer thickness due low carrier tunneling probability through barrier.

Effect of post-growth thermal annealing within the temperature range 200 to 430 <$E symbol Р>C for 15 min on the luminescent characteristics of CdSe/ZnSe quantum dot (QD) heterostructure was studied. Annealing at lower temperatures (<$E T sub roman ann~symbol Г~270~symbol Р>C) results in an increase by a factor of 2 - 3 of the intensity of two photoluminescence bands observed, the first being caused by excitonic transitions in QDs and the second one being connected with the defect complex including a column II vacancy. The effect is supposed to be caused by annealing of as-grown nonradiative defects. Annealing at higher temperatures (<$E T sub roman ann~>>~270~symbol Р>C) stimulates a decrease of the QD photoluminescence band intensity and up to 100 meV blue shift of its peak position. The former is explained by generation of extended defects and reduction of the QD density. The blue shift observed at 370 - 430 <$E symbol Р>C is ascribed to diffusion of cadmium from QDs that also results in reduction of the QD density. It is found that the energy of excitonic transitions in the wetting layer does not change upon annealing. Lower thermal stability of QDs as compared to that of the wetting layer has been explained by strain-enhanced lateral Cd/Zn interdiffusion via vacancies. The presence of column II vacancies in the wetting layer is proved by characteristics of defect-related PL band and its excitation spectra.

Вивчено можливість опису еволюції електромагнітного поля за допомогою функції розподілу фотонів у фазовому просторі (в r,q-просторі). Локальна густина фотонів із заданим значенням імпульсу виражається через цю функцію, побудовану за аналогією з "загрубленим" оператором Манделя фотонної густини в конфігураційному просторі. Знайдено наближені власні функції та власні значення функції розподілу, що відповідають однофотонним локалізованим станам електромагнітного поля. Показано, що рух фотонів описується механікою Ньютона у тому випадку, коли "зовнішня сила", що діє на фотони, є плавною функцією просторових змінних. Показано також, що функцію розподілу у довільний момент часу можна виразити через початковий розподіл і фотонні траєкторії.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.331

Рубрики:

Фонони

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 
Повний текст  Наукова періодика України 

За допомогою методу спектроскопії КРС досліджено одношарові та багатошарові структури з самоорганізованими наноострівцями Si1-xGex. В острівцях обох типів структур визначено величини компонентного складу та пружної деформації. Для багатошарових структур одержано спектр розсіювання на згортках акустичних фононів і зіставлено частоти експериментально одержаних смуг з теоретично розрахованими спектрами.

Енергетичний спектр електрона і повний набір хвильових функцій знайдено в моделі наближення ефективних мас та прямокутних потенціальних бар'єрів в наноструктурі CdSe/ZnS/CdSe. Використовуючи матричний метод розраховано енергетичний спектр електрона в багатошаровій квантовій точці, як функцію напруженості електричного поля. Показано, що вплив електричного поля на електрон, який локалізований в ядрі наносистеми в основному стані спричиняє тунелювання в зовнішню потенціальну яму. Це відображається на перекритті хвильових функцій, дипольних моментах квантових переходів і коефіцієнті поглинання.

The electron energy spectrum in a quantum dot (QD) with smooth dependences of the quasiparticle potential energy and the effective mass at the interface between semiconductor media is calculated in the effective mass approximation. It is shown that the electron energy corrections due to the tailing of the interface are nonmonotonous functions of the QD radius, the increasing of which brings to the rapid increasing of shifts, reaching their maxima, and slowly decreasing for the QDs of big sizes. The calculations prove that the relative corrections for the different electron energy levels in a spherical QD are placed closer to each other with increase in the radius. The growth of the parameter of interface tailing leads to the proportional increase in the corrections to electron energy spectra. Numerical calculations are performed for HgS/CdS and <$E roman GaAs "/" {roman Al} sub x {roman Ga} sub 1-x roman As> QDs, all dependences being qualitatively similar.

We study numerically the form of the critical line in the disorder - magnetic field phase diagram of the p - q network model, constructed to study the levitation of extended states at weak magnetic fields. We use oneparameter scaling, keeping either q (related to magnetic field) or p (related to energy) constant, to calculate two critical exponents, describing the divergence of the localization length in each case. The ratio of those two exponents defines the form of the critical line close to zero magnetic field.

Індекс рубрикатора НБУВ: В368.313 в641

Рубрики:

Магнітні властивості надпровідників

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 
Повний текст  Наукова періодика України 

Побудовано нові моделі квантового осцилятора. Як і у випадку q-осцилятора Біденгарна - Макфарлейна, ці моделі зв'язані з q-багаточленами Ерміта. Оператори положення й імпульсу в цих моделях є підходящими операторами представлень квантової алгебри suq(1, 1). Як і в стандартному квантовому гармонічному осциляторі, оператори положення й імпульсу мають неперервні прості спектри. Ці спектри покривають скінченний інтервал дійсної осі, що залежить від значення q. Власні функції цих операторів знайдено в явному вигляді. На противагу випадку q-осцилятора Біденгарна - Макфарлейна оператори положення та імпульсу Q і P у цих моделях задовольняють квантово-механічні співвідношення [H, Q] = -iP і [H, P] = iQ.

Повідомлено про підвищення ефективності екситонної люмінесценції квантових точок CdSSe, синтезованих у боросилікатній скляній матриці, й оброблених після цього в низькотемпературній високочастотній водневій плазмі. Одержані результати свідчать про зменшення кількості поверхневих рівнів, через які відбувається ефективна безвипромінювальна рекомбінація носіїв заряду.

An original iterative procedure has been developed to obtain the energy spectrum of neutral and charged excitons (positive and negative trions) in spherical semiconductor quantum dots (QD) imbedded into a dielectric material. Numerical calculations are made using the effective mass approximation and Hartree-Fock method. A combined effect of heterointerface polarization (image force potential) and finite band-off-sets on the energy spectrum of excitons and trions in QDs is considered for the first time. It is shown that binding energies of excitons and trions in such QDs can be substantially larger than those in bulk semiconductors due to spatial and "dielectric" confinement effects.

Covering of nanocrystals (NC) with a polyethylene glycol (PEG) envelop is a common way to increase their hydrophilicity, and compatibility with bio-systems, including increased retention time in the body. Colloidal semiconductor NC, also known as quantum dots (QD), particularly benefit from covering with PEG due to passivation of the inorganic core, while maintaining physical properties of the core. Despite many advantages of covering the surface with PEG, the covalent attachment of protein to hydroxyls of PEG is complicated. Here we propose a simple two-step approach for modification of PEG residues with subsequent covalent attachment of proteins. We were able to achieve specific NC targeting by means of attached protein as well as preserve their optical parameters (fluorescence intensity) in chemical reaction conditions. In the optimized protocol, ensuring removal of chemical byproducts by dialysis, we were able to omit the need for centrifugation (usually a limiting step due to particle size). The obtained NC-protein conjugate solutions contained 0,25x of initial unmodified NC amount, ensuring a low dilution of the sample. During all reactions the pH range was optimized to be between 6 to 8. The proposed approach can be easily modified for covalent targeting of different PEG-covered nanocomposites with proteins.

Мета роботи - показати, що G-функції Мейєра можна використовувати для знаходження в явному вигляді розв'язків рівнянь в частинних похідних, пов'язаних з деякими математичними моделями фізичних явищ, такими як, наприклад, рівняння Лапласа, рівняння дифузії й рівняння Шредінгера. Як правило, першим кроком у розв'язку таких рівнянь є використання методу розділення змінних для того, щоб звести їх до звичайних диференціальних рівняннях (ЗДР). Дуже часто це рівняння є випадком лінійного ЗДР, яке задовольняє G-функція і тому, правильно обравши її порядок m; n; p; q і параметри, можна знайти розв'язок ЗДР в явному вигляді. Проілюстровано цей підхід, пропонуючи такі рішення, як потенційна функція <$EPHI>, температурна функція T і хвильова функція <$EPSI>, всі з яких є видами симетричних добутків G-функцій Мейєра. Показано, що одна з трьох основних однолистних G-функцій Мейєра, а саме <$EG sub 0,2 sup 1,0>, зустрічається у всіх згаданих розв'язках.

Індекс рубрикатора НБУВ: В161.621

Рубрики:

Диференціальні рівняння математичної фізики

Шифр НБУВ: Ж14648 Пошук видання у каталогах НБУВ 
Повний текст  Наукова періодика України 

For a semiconductor quantum dot (QD), the contributions made to the exciton energy spectrum by the electron and hole kinetic energies, the energy of Coulomb interaction between them, and the energy of their polarization interaction with the spherical interface between the QD and the dielectric medium have been analyzed.

We have investigated the influence of the average radius <$Er bar> and its dispersion <$EDELTA r bar> of the semiconductor quantum dots (QDs) used in luminescent solar concentrators (LSCs) on reabsorption. To minimize the detrimental reabsorption losses in LSCs, six semiconductors used to fabricate QDs with a wide range of their bulk band gap Eg0 have been considered, specifically: CdS (Eg0 = 2,42 eV), CdSe, (Eg0 = 1,67 eV), CdTe (Eg0 = 1,5 eV), InP (Eg0 = 1,27 eV), InAs (Eg0 = 0,355 eV), and PbSe (Eg0 = 0,27 eV). Altering <$Er bar> and <$EDELTA r bar>, we can determine the optimal size <$Er bar> for minimal reabsorption. As it was shown, decreasing the semiconductor bulk band gap from 2,42 down to 1,24 eV we can get such optimum QD size <$Er bar> that reabsorption reduces even below the combined experimental error in determination of the absorption coefficient and luminescence intensity. Further reduction of the gap Eg0, however, increases reabsorption at any values of r and <$EDELTA r>: for instance, for PbSe-based QDs of 1-nm radius and dispersion of 1 %, reabsorption reaches 54 %.

Heterostructure transistors with quantum dots (QD) are now very perspective devices because of their higher velocities of electrons in the channel. Simulation results for concentration and carrier velocity distributions depending on the QD size, concentration and location were presented in this paper. It is shown that presence of QD in the channel causes a significant increase of current. Also, QD location and concentration influence to the output characteristics of transistor was established.

The aim of this paper to give some analogues of polarization formulas and the polarization inequality for (p, q)-polynomials between complex normed spaces. Obtained results are useful for investigation of real-differentiable mappings on complex spaces.

На базі макроскопічної діелектричної неперервної моделі одержано та досліджено інтерфейсні оптичні пропагаторні (IO-PR) змішані фононні моди циліндричної квантової точки (QD) структури вюрциту квазінульової вимірності (Q0D). Надано аналітичні фононні стани IO-PR змішаних мод. Знайдено, що є два типи IO-PR змішаних фононних мод, а саме, <$E rho>-IO/z-PR змішані моди і z-IO/<$E rho>-PR змішані моди, що існують у квантових точках Q0D вюрциту. Кожна IO-PR мода має симетричну та антисиметричну форми. За допомогою стандартної процедури квантування одержано гамільтоніан Фрьоліха для взаємодії електрон-(IO-PR) змішані фонони. Продемонстровано також ортогональні співвідношення поляризаційних власних векторів для цих IO-PR змішаних мод. Числові обчислення для циліндричної QD вюрциту GaN зосереджуються на впливі квантового розміру на дисперсійні властивості IO-PR змішаних мод. Результати показують, що як радіально напрямлений розмір, так і аксіально напрямлений розмір мають великий вплив на дисперсійні частоти IO-PR змішаних фононних мод. Розглянуто обмеження властивостей дисперсійних кривих цих фононних мод.