وقتی نیم رساناها به صورت لایه های خیلی نازک ( ۱۰۰ انگستروم ) ساخته می شوند طیف نوری جذبی به دلیل محدود شدن حامل ها بین چاه پتانسیل یک بعدی کاملاً تغییر می کند، به این اثر، اثر اشتارک کوانتومی یا اثر محدودیت کوانتومی اشتارک ( به انگلیسی: Quantum - confined Stark effect ) می گوییم. در چاه های چندگانه محدودیت کوانتومی جذب را از یک تابع پیوسته به دنباله ای از پله ها تغییر می دهد. برای جلوگیری از جفت شدگی بین لایه های نزدیک سدها را باید به اندازه کافی ضخیم در نظر گرفت. [ ۲] , [ ۳] از این اثر در تلفیق گر نوری سرعت بالا و کم اتلاف مثل ارتباطات از راه دور، و همچنین در تعداد زیادی از دستگاه هایی که با توان الکتریکی کمی کار می کنند استفاده می شود. [ ۴] , [ ۵]
وقتی هیچ میدان الکتریکی وجود نداشته باشد، توابع موج الکترون ها و حفره ها در چاه کوانتومی محدود می شوند و همپوشانی توابع موجشان زیاد می شود. انرژی بستگی الکترون ها و حفره ها به دلیل اندازه کوچک چاه کوانتیزه می شود، همپوشانی باعث افزایش قدرت نوسان بین انرژی های بستگی در گذار داخل نواری می شود. ازاینرو حتی در دمای اتاق نیز تشدید قوی که متناظر با گذار حفره های سنگین و حفره های سبک است، در نزدیکی لبه های چاه دیده می شود. هنگامیکه میدان الکتریکی در طول چاه اعمال می شود، الکترون ها و حفره ها را از هم جدا می کند، در نتیجه همپوشانی توابع موجشان نیز کم می شود. این منجر به جابجایی سرخ جذب و کاهش توان جذب می شود. هرچند قله های اگزیتون همچنان به قوت خود باقی اند چراکه: ( ۱ ) چاه های کوانتومی دو بعدی اگزیتون ها را کاملاً فشرده می کنند. هرچند که ابعاد معمول چاه های پتانسیل از مرتبهُ ۱۰ نانومتر است و ابعاد اگزیتون ها معمولاً بزرگتر از ۳۰ نانومتر است، همواره تابع موج اگزیتون مقداری در سدها نفوذ می کند. ( ۲ ) دیوارهٔ چاه کوانتومی مانع از تونل زنی الکترون ها و حفره ها به خارج از چاه می شود. این دو عامل باعث می شود اگزیتون ها نسبتاً به قوت خود باقی بمانند.
یکی دیگر از پدیده های جالبی که توسط چاه های کوانتومی چندگانه ایجاد می شود این است که تحت میدان الکتریکی قوی، تعدادی از گذارهای غیر مجاز ( مانند الکترون های متقارن زوج، حفره های متقارن فرد، یا الکترون های متقارن فرد به حفره های متقارن زوج ) پدیدار می شوند.
قدرت اثر اشتارک کوانتومی به قطبش موج حساس است. برای حالت میدان الکتریکی عرضی ( TE ) اگزیتون های حفره سنگین در مقایسه با گذارهای حفره سبک ۲ مرتبه قدرتمندترند؛ برای میدان مغناطیسی عرضی ( TM ) تنها گذار حفره سبک مجاز است. این مقوله برای تلفیقگرهایی که بر پایه اثر اشتارک کوانتومی کار می کنند بسیار مهم است. [ ۱]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفوقتی هیچ میدان الکتریکی وجود نداشته باشد، توابع موج الکترون ها و حفره ها در چاه کوانتومی محدود می شوند و همپوشانی توابع موجشان زیاد می شود. انرژی بستگی الکترون ها و حفره ها به دلیل اندازه کوچک چاه کوانتیزه می شود، همپوشانی باعث افزایش قدرت نوسان بین انرژی های بستگی در گذار داخل نواری می شود. ازاینرو حتی در دمای اتاق نیز تشدید قوی که متناظر با گذار حفره های سنگین و حفره های سبک است، در نزدیکی لبه های چاه دیده می شود. هنگامیکه میدان الکتریکی در طول چاه اعمال می شود، الکترون ها و حفره ها را از هم جدا می کند، در نتیجه همپوشانی توابع موجشان نیز کم می شود. این منجر به جابجایی سرخ جذب و کاهش توان جذب می شود. هرچند قله های اگزیتون همچنان به قوت خود باقی اند چراکه: ( ۱ ) چاه های کوانتومی دو بعدی اگزیتون ها را کاملاً فشرده می کنند. هرچند که ابعاد معمول چاه های پتانسیل از مرتبهُ ۱۰ نانومتر است و ابعاد اگزیتون ها معمولاً بزرگتر از ۳۰ نانومتر است، همواره تابع موج اگزیتون مقداری در سدها نفوذ می کند. ( ۲ ) دیوارهٔ چاه کوانتومی مانع از تونل زنی الکترون ها و حفره ها به خارج از چاه می شود. این دو عامل باعث می شود اگزیتون ها نسبتاً به قوت خود باقی بمانند.
یکی دیگر از پدیده های جالبی که توسط چاه های کوانتومی چندگانه ایجاد می شود این است که تحت میدان الکتریکی قوی، تعدادی از گذارهای غیر مجاز ( مانند الکترون های متقارن زوج، حفره های متقارن فرد، یا الکترون های متقارن فرد به حفره های متقارن زوج ) پدیدار می شوند.
قدرت اثر اشتارک کوانتومی به قطبش موج حساس است. برای حالت میدان الکتریکی عرضی ( TE ) اگزیتون های حفره سنگین در مقایسه با گذارهای حفره سبک ۲ مرتبه قدرتمندترند؛ برای میدان مغناطیسی عرضی ( TM ) تنها گذار حفره سبک مجاز است. این مقوله برای تلفیقگرهایی که بر پایه اثر اشتارک کوانتومی کار می کنند بسیار مهم است. [ ۱]
wiki: اثر اشتارک کوانتومی