evol ci eksitonnogo spektra u tri mni zakriti cilindriqni kvantovi toqci
Transcription
evol ci eksitonnogo spektra u tri mni zakriti cilindriqni kvantovi toqci
Fiziqni zbirnik NTX t.8 2011 p. 373 EVOL CI EKSITONNOGO SPEKTRA U TRIMNI ZAKRITI CILINDRIQNI KVANTOVI TOQCI PRI BEZMENOMU ZROSTANNI VISOT DVOH ZOVNIXNIH KVANTOVIH TOQOK Mikola TKAQ, Oleksandr MAHANEC^, Mikola DOVGANK, Natali CPAK Qernivec~ki nacional~ni universitet imen ri Fed~koviqa, vul. Kocbins~kogo 2, Qernivci 58012 e-mail: [email protected] Redakci otrimala statt 10 sqn 2010 r. U nablienni efektivnih mas pr mokutnih potencialiv doslideno energetiqni spektr eksitonu v cilindriqni zakriti tri mni kvantovi toqci ta ogo perehid u vidpovidni spektr prosto vidkrito cilindriqno kvantovo toqki pri bezmenomu zrostanni visot dvoh zovnixnih kvantovih toqok. Pokazano principovu molivist~ aproksimaci cilindriqno dvobar'rno vidkrito sistemi tri mno zakrito sistemo. Doslideni mehanizm perehodu da zmogu viznaqiti energi zv' zku eksitonu v cilindriqnih vidkritih nanosistemah. 1. VSTUP Suqasni eksperimental~ni molivosti, zokrema metodi ionnogo zamiwenn ta metal-organiqno epitaksi, dat~ zmogu virowuvati napivprovidnikovi kvantovi droti z aksial~no geterostrukturo 1, 2]. Zaleno vid vzamnogo roztaxuvann napivprovidnikovih materialiv, wo realizut~ geterosistemu, rozriznt~ kvantovo obmeeni (zakriti) ta rezonansno-tunel~ni (vidkriti) strukturi. Perspektivi vikoristann zakritih kvantovih toqok (KT), roztaxovanih u kvantovih drotah (KD), k elementno bazi kvantovogo komp'tera neodnorazovo obgovorvalis v literaturi 3, 4]. Prote ostannimi rokami znaqno zrosla kil~kist~ dosliden~ vidkritih, abo rezonansno-tunel~nih napivprovidnikovih geterostruktur. Ce pov'zano z unikal~nimi molivostmi hn~ogo zastosuvann dl vigotovlenn pol~ovih tranzistoriv, diodiv kvantovih kaskadnih lazeriv 5]. PACS numbers: 68.65.Hb, 68.65.La, 74.25.Kc, 79.60Jv 374 M. Tkaq ta n. Odnak dl stvorenn teori eksitonnogo spektra z urahuvannm vzamodi mi elektronom i dirko u vidkritih nanosistemah matematiqni metodi, ki \dobre pract~" u vipadku zakritih sistem, ne zastosovnimi. Taka situaci vinika i v teori vzamodi elektroniv qi eksitoniv z fononami, oskil~ki i v c~omu razi \ne pract~" metodi kvantovo teori pol. Dl togo, wob obiti zgadani viwe principovi teoretiqni trudnowi pri pobudovi teori eksitonnogo spektra u vidkriti odnomni cilindriqni KT (CKT) z dvoma tunel~no-prozorimi bar'rami v cilindriqnomu KD (CKD), proponut~s aproksimuvati c nanosistemu vidpovidno zakrito trimno CKT z dvoma zovnixnimi mami due velikih rozmiriv. Pri c~omu budut~ viznaqeni rozmiri ( h1 = h2 ) oboh zovnixnih m, pri kih stacionarni spektr i hvil~ovi funkci eksitonu trimno zakrito CKT z potribno toqnist perehodt~ vidpovidno u kvazistacionarni spektr, i hvil~ovi funkci prosto vidkrito CKT u CKD. Tobto vidkritu CKT mona rozgldati k graniqni vipadok zakrito trimno CKT, u ki rozmiri oboh zovnixnih m prmut~ do fiziqno bezmenosti. 2. TEORI EKSITONNOGO SPEKTRA V ZAKRITI TRIMNI CKT Vivqatimemo skladni cilindriqni napivprovidnikovi kvantovi drit, ki mistit~ tri kvantovi toqki odnakovogo materialu (seredoviwe \0"), wo rozdileni mi sobo xarom inxogo materialu (seredoviwe \1"). Radius kvantovogo drotu 0 , visoti KT h0 , h1 , h2 i tovwini, v zagal~nomu vipadku riznih, xariv-bar'riv 1 , 2 , wo viddilt~ kvantovi toqki, vvaat~s vidomimi i pokazani na ris. 1b. Oqevidno, wo taka nanosistema skladno zakrito, a energetiqni spektr kvaziqastinok u ni stacionarni. k baqimo z ris. 1, pri h1 0 h2 0 skladna zakrita trimna CKT perehodit~ u prostu zakritu CKT u KD (ris. 1a), a pri h1 , h2 { u prostu vidkritu (ris. 1v). Oqevidno, wo spektr kvaziqastinok pri c~omu perehodit~ u kvazistacionarni z vidpovidnimi rezonansnimi energimi ta rezonansnimi xirinami. Zrozumilo, wo dl doslidenn eksitonnogo spektra spoqatku neobhidno pobuduvati teori spektra ta hvil~ovih funkci elektrona i dirki, wo ne vzamodit~. Oskil~ki c teori dl oboh kvaziqastinok cilkom ekvivalentna, podal~xi mirkuvann navedemo na prikladi elektrona. Wob znati spektr i hvil~ovi funkci elektrona v skladni zakriti trimni CKT, zobraeni na ris. 1b, potribno rozv'zati stacionarne rivnnn Xredingera !1 ! !1 ! _ z gamil~tonianom H (~r) = E (~r) (1) ~ 1 r ~ H = ; ~2 r (~r) + U (~r) (2) _ 2 375 Evolc eksitonnogo spektra... Ris. 1. Geometriqni ta energetiqni shemi prosto zakrito (a), trimno zakrito (b) ta prosto vidkrito (v) CKT u KD. de efektivni masi ta potencial~ni energi mat~ taki vigld: (~r) U (~r) n "0" (z) = 01 seredoviwe seredoviwe "1" ( 1 > 0 U ( ' z ) = 0 seredoviwe "0" : U0 seredoviwe "1" (3) U cilindriqni sistemi koordinat zminni u rivnnni (1) rozdilt~s, i hvil~ova funkci stacionarnih staniv elektrona nabuva takogo vigldu: eim' : (4) (z ') = F (z ) Jm Xn m 0 Tut m = 0 1 2::: { magnitne kvantove qislo Xn m { nuli funkci Bessel n = 1 2 ::: { radial~ne kvantove qislo, wo numeru nuli funkci Bessel pri fiksovanomu m . Rozv'zki vidpovidnogo rivnnn Xredinera dl funkci F (z ) u vsih oblasth trimno zakrito CKT otrimut~s u vigldi 6]: 8 (0) > Fnz nm = A0 ek1 z > > Fn(1)z nm = B1 cos (k0 z) + B2 sin (k0 z ) > > Fn(2)z nm = C1 ek1 z + C2 e;k1z < Fn(z nm z) = > Fn(3)z nm = D1 cos (k0 z) + D2 sin (k0z ) > Fn(4)z nm = L1 ek1 z + L2e;k1 z > (5) > F > nz nm = M1 cos (k0 z ) + M1 sin (k0 z ) : Fn(6)n m = G e;k1 z z 1 ;1 < z ;z ;z z ;z ;z z 0 0 zz z zz z zz z z<1 4 4 3 3 0 0 1 1 2 2 (5) 376 de M. Tkaq ta n. k02 = 20 =~2 E ; Xn2m= 20 , k12 = 21 =~2 (U0 ; E ) + Xn2 m = 20 . Vikoristovuqi umovi neperervnosti hvil~ovih funkci (5) i potokiv gustini movirnosti na vsih meah podilu nanogeterosistemi ( z = z4 , z = z3 z = 0 z = z0 z = z1 z = z2 ) , a tako umovu normuvann hvil~ovih funkci ; ; Z1 1 jFnz nm(z)j 2 dz = 1 (6) otrimumo analitiqni virazi dl vsih koeficintiv A0 Bi Ci Di Li , Mi G1 , ( i = 1 2) , (ote, odnoznaqno znahodimo elektronni hvil~ovi funkci (4)), ta dispersine rivnnn dl viznaqenn spektra energi elektrona Enz n m 1 + e;2k1 z2 4 = (7) 1 e;2k1 z2 4 2k1 (z1 ;z0 ) 2k1 (z1 ;z0 ) = cos(k0 z0 )(1 22ek1 (z1 ;z0 ) ) sin(k0 z0 )(1 + 2 e 2k1 (z1 ;z0 )) (cos(k0 z0 )(1 + 2 e ) + sin(k0 z0 )(1 2 e )) ; ; ; ; de sin (k0 z4 ) + cos (k0z4 ) = 01kk10 1 = sin (k0 z4 ) + cos (k0 z4 ) 2 = 1+;11;;tgtg((kk0zz1)) ((+;1 )) 1 0 1 1 (8) (k0 z3 ) + sin (k0 z3 ) 3 = cos cos (k0z3 ) ; sin (k0 z3 ) (k0 z2 ) (1 ; 3 ) ; sin (k0 z2 ) (3 + ) 4 = cos cos (k0 z2 ) (1 + 3 ) ; sin (k0 z2 ) (3 ; ) : Aksial~ne kvantove qislo nz numeru rozv'zki rivnnn (7) za fiksovanih kvantovih qisel n , m . Zaznaqimo, wo graniqnim perehodom h1 ! 0 , h2 ! 0 z rivnnn (7) legko otrimati dispersine rivnnn cos(k0 z0 ) + sin(k0 z0 ) = sin( k z ) ; cos(k z ) 0 0 0 0 (9) (z) ke viznaqa energetiqni spektr kvaziqastinki EN z n m u prosti zakriti kvantovi toqci, roztaxovan u kvantovomu droti (ris. 1a). ) (eh) Ote, energetiqni spektr En(eh z n m hvil~ovi funkci nz nm (~r) elektrona ta dirki u trimni zakriti CKT u CKD povnist viznaqeni. Dl doslidenn eksitonnih staniv u trimni CKT u CKD treba rozv'zuvati stacionarne rivnnn Xredinera _ H ex (~re~rh) ex (~re ~rh ) = Eex ex (~re ~rh ) (10) 377 Evolc eksitonnogo spektra... z gamil~tonianom _ _ (e) _ (h) H ex (~re~rh ) = H (~re) + H (~rh) + U (j~re ; ~rhj) + Eg0 (11) _ (eh) de Eg0 { xirina zaboroneno zoni materialu kvantovih toqok H { gamil~toniani elektrona ta dirki (2), k ne vzamodt~ m sobo U ( ~re ~rh ) { potencial~na energi vzamodi elektrona ta dirki j ; j 2 U (j~re ; ~rh j) = ; " (~r ~r )e j~r ; ~r j : e h e h (12) Rivnnn Xredinera z gamil~tonianom (11) toqno ne rozv'zut~s. Prote vrahovuqi, wo elektron i dirka perebuvat~ golovnim qinom u oblasti kvantovih m cilindriqno nanosistemi (seredoviwe \0"), a tako te, wo energi rozmirnogo kvantuvann znaqno pereviwu energi vzamodi cih kvaziqastinok dl ogo nablienogo rozv'zku, docil~no skoristatis~ teori zburen~ 6]. Energetiqni spektr eksitonu otrimumo u vigldi e e e e e e Ennhzz nnhmmh = Eg + Ene z nm + Enhz n m + Ennhzz nnhmmh (13) ) de En(eh z n m { rozv'zki vidpovidnih dispersinih rivnn~ (7), nez neme 2 ZZ ( ~ r ~ r ) 3 3 2 e h e e e h h h nz n m Ennhzz nnh mmh = e" d ~re d ~rh (14) ~re ~rh 0 { energi zv'zku elektrona i dirki "0 dielektriqna proniknist~ materialu kvantovih toqok, a hvil~ovi funkci stacionarnih staniv ekne ne me sitonu nzh nh mh (~re ~rh ) viznaqat~s vidomimi hvil~ovimi funkcimi z stacionarnih staniv elektrona i dirki: e e e nnzhznnhmmh (~re ~rh ) = nez ne me (~re ) nhznh mh (~rh ) : (15) ; j ; j ;; !1 Hoqa iz zagal~nih mirkuvan~ zrozumilo, wo pri h1 h2 trimna zakrita CKT perehodit~ u prostu vidkritu, odnak otrimati spektr elektrona prosto vidkrito CKT graniqnim perehodom h1 h2 u rivnnni (7) analitiqno nemolivo. Tomu valivo dosliditi evolci spektral~nih harakteristik elektrona, dirki i eksitonu pri velikih, ale skinqennih znaqennh visot CKT h1 i h2 . !1 3. EVOLCI STACIONARNOGO SPEKTRA ELEKTRONA, DIRKI TA EKSITONU VNASLIDOK ZBIL^XENN ROZMIRIV ZOVNIXNIH M TRI MNO ZAKRITO CKT DO KVAZISTACIONARNOGO PROSTO VIDKRITO CKT U CKD Dl togo wob zgidno z vikladeno viwe teori detal~no proanalizuvati proces peretvorenn stacionarnogo eksitonnogo spektra trimno zakrito CKT na kvazistacionarni spektr prosto vidkrito 378 M. Tkaq ta n. CKT, neobhidno dosliduvati povedinku movirnoste perebuvann ci kvaziqastinki u meah vnutrixn~o CKT pri zmini h1 i h2 7]. hh h de Wnnezznnemme = Wnez neme Wnhz nhmh (16) Zz1 2 Wniz nimi = Fni iz ni mi (z) dz (i = e,h): (17) ;z3 ; ; Usi obqislenn vikonuvali na prikladi sistemi HgS= CdS , material~ni parametri ko dobre vidomi 6]. Na ris. 2 k priklad pokazano formuvann smugi eksitonnogo 110(v) kvazistacionarnogo stanu (KSS) z rezonansno energi E110 ta 110(v) xirino G110 . Tam e pokazano k utvort~s vidpovidni KSS (eh)(v) ta xirielektrona (dirki) zi svomi rezonansnimi energimi E110 (eh)(v) nami ;110 . z ris. 2a baqimo, wo pri nevelikih rozmirah zovnixnih m ( h = 500aHgS ) stacionarni spektri usih tr~oh kvaziqastinok diskretn z velikimi (bliz~kimi do odinici) znaqennmi movirnosti v okoli prarezonansnih energi E~ (same pontt ta vlastivosti prarezonansnih energi detal~no analizuvali u 8]) i mal { v xirxih meah. Pri takih rozmirah h zovnixnih m dl odno z kvaziqastinok we ne mona vvesti pontt xirin diskretnih smug obabiq prarezonansnih rivniv, u kih vikonuvalis b umovi: ) ~ (eh) 2W((nehz )1)10 Wn(eh 10 = WNz 10 z e 2W((nnhzz 1)10 Wnnhzez1010 = W~ NNzhze1010 : 1)10 (18) Pri h = 3000aHgS (ris. 2b) dl vsih kvaziqastinok (elektroniv, dirok, eksitoniv) we ne vikonut~s umovi viniknenn xirin (17) diskretnih smug, hoqa ve sta pomitnim h kvazilorencvs~ki kontur. Pri h = 20000aHgS (ris. 2v) usi diskretni smugi harakterizu~ h110 ;~ e110 ;~ 110 t~s svomi xirinami ( ; 110 ) i prarezonansnimi energih e 110 ~ ~ ~ mi ( E110 E110 E110 ) . Ci veliqini v zakriti trimni CKT mae h(v) E e(v) E 110(v) ) i xirin ne vidriznt~s vid rezonansnih energi ( E110 110 110 h (v) e(v) 110(v) ( ;110 ;110 ;110 ) vidkrito odnomno CKT (ris. 2g), viznaqenih z polsiv Snm (E ) -matrici 9]. Na ris. 3 zobraeno zalenist~ vid rozmiriv zovnixnih m h = h1 = e h2 xirin ( ;~ NNzzh1010 ) diskretnih eksitonnih smug u osnovnomu ta kil~koh zbudenih prarezonansnih stanah pri 0 = 8 aHgS , 1 = 2 = 2 aCdS , h0 = 15 aHgS . k baqimo z risunka, dl vsih diskretnih eksitonnih smug mona vvesti pontt xirini e todi, koli znaqenn h pereviwu 5 103 aHgS . Pri c~omu xirini ;~ NNzzh1010 v zakriti trimni CKT zavdi 379 Evolc eksitonnogo spektra... ɟ h e 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,4 0,2 0,2 0,2 ~ h=3000aHgS E110 0,6 258 E,ɦɟȼ 0,0 1090 260 h=3000aHgS 0,5 0,4 ~ 110 1100 h=3000aHgS E110 0,16 0,2 0,08 0,1 0,1 340 345 E,ɦɟȼ 0,0 250 350 0,30 h=20000aHgS ~ e 256 ~ 0,25 h z E110=340.07 0,16 254 E110=255,24 Wn 1 0 Wn 1 0 0,20 252 258 E,ɦɟȼ ɜ ~ 1094 1098 E,ɦɟȼ 1096 ~ 110 E110 1100 h=20000aHgS 0,04 0,03 ~ 0,15 Ƚ110=0.499 1092 0,05 h=20000aHgS 0,20 0,12 0,00 1090 260 e 335 nz 1 0 Wnhz 1 0 0,0 330 0,08 1098 E,ɦɟȼ 1096 0,24 0,3 0,2 1094 0,32 0,4 ɛ z 0,3 1092 0,40 z 256 e ~ 0,5 z e 254 0,7 E110 Wn 1 0 252 n 10 0,6 0,0 250 345 E,ɦɟȼ 350 340 h 335 Wn 1 0 0,0 330 Wnhz 1 0 ɚ z 0,6 ~110 E110=1095,24 h=500aHgS z z e h=500aHgS n 10 ~ E110=255,19 Wnhz 1 0 h=500aHgS 1,0 z ~ =340.05 E 110 Wn 1 0 0,8 ex h 1,0 Wn 1 0 1,0 ~110 Ƚ110=0.625 Ƚ110=0,126 0,02 0,10 0,04 0,00 330 335 345 0,00 250 E,ɦɟȼ 350 4x10 5 3x10 5 2x10 5 1x10 5 256 258 E,ɦɟȼ (ɜ ) E11 =255.23 7x10 hof 1 1 0(ɜ) 1,0x10 h of h(ɜ) (ɜ ) E11 =340.078 0,00 1090 260 1092 1094 1096 1098 E,ɦɟȼ 1100 10 (ɜ)11 6x10 10 5x10 10 4x10 10 3x10 10 2x10 10 1x10 10 E11 =1095.307 h o f W1 1 0 5 254 6 5 5x10 252 W1 1 0 e(ɜ) 6x10 340 5 W1 1 0 7x10 0,01 0,05 5 8,0x10 5 6,0x10 (ɜ ) Ƚ110=0.139 (ɜ ) Ƚ110=0.498 ɝ 5 4,0x10 (ɜ)11 Ƚ110 =0,637 5 2,0x10 0 330 335 340 345 E,ɦɟȼ 350 0,0 250 252 254 256 258 E,ɦɟȼ 260 0 1090 1092 1094 1096 1098 E,ɦɟȼ 10 Ris. 2. Evolci funkci rozpodilu ( Wnez 10 Wnhz 10 Wnnzz10 ) movirnoste perebuvann elektrona, dirki ta eksitonu vseredini zakrito e(v) W h(v) W nz 10(v) ) zi zmino rozCKT do funkci vidkrito CKT ( W110 110 110 miru h = h1 = h2 zovnixnih m pri 0 = 8aHgS 1 = 2 = 2aCdS , h0 = 15 aHgS . e(v) h(v) ze 10(v) bil~xi, ni vidpovidni m xirini ( ;N Nzh 10 = ;Nz 10 + ;Nz 10 ) u vidkriti sistemi, viznaqen z polsiv Sn m (E ) -matrici 9]. Pri zbil~xenni h 0 1100 380 M. Tkaq ta n. ~ NNzeh1010 asimptotiqno prmut~ do rezonansnih prarezonansni xirini ; z zeh10(v) ) u vidkriti CKT, k i xirin neperervnih eksitonnih smug ( ;N Nz 10 ma buti z fiziqnih mirkuvan~. 5 ~N 1m ȽN 1m,ɦɟȼ ~2 1 0 Ƚ 210 ~1 1 0 Ƚ 210 2 1 0(ɜ) Ƚ2 1 0 z z h e 4 3 1 1 0(ɜ) Ƚ2 1 0 ~2 1 0 Ƚ 110 110 ~ Ƚ 2 2 1 0(ɜ) Ƚ1 1 0 110 1 1 1 0(ɜ) Ƚ1 1 0 0 0 1 2 3 3 h 104 ,aHgS Ris. 3. Zalenist~ prarezonansnih xirin eksitonu vid rozmiru h zovnixnih m pri 2aCdS , h0 = 15 aHgS . 5 ;~ NNeh1010 diskretnih smug 0 = 8aHgS 1 = 2 = Rezonansni energi eksitonnogo spektra, perenormovani elektrondirkovo vzamodi, viznaqat~s k graniqni vipadok prarezonansnih energi trimno zakrito CKT. Z ci meto obqislmo energi zv'zku elektrona i dirki u kvazistacionarnih stanah vidkrito CKT k graniqni perehid vid energi zv'zku elektrona i dirki u prarezonansnih stanah ee e ~NNzhe nnehmmeh : ENNzzhnnhmmh = hlim E z !1 (19) 210 ) elektrona z dirko u 110 E ~210 Zalenist~ energi zv'zku ( E~110 e h e (E~ h ) vid rozmiru prarezonansnih stanah z energimi E~110 (E~110 ) i E~210 210 h zovnixnih m pri riznih znaqennh tovwini potencial~nogo bar'ra trimno zakrito CKT pokazana na ris. 4. Za vidsutnosti zovnixnih m ( h = 0) znaqenn energi zv'zku 110 E 210 elektrona i dirki zbigat~s z znaqennmi energi cih ~ ~210 E110 e kvaziqastinok u prosti zakriti CKT u CKD, na wo slid bulo oqikuvati z fiziqnih 110 mirkuvan~ 210 . Pri zbil~xenni rozmiru m ( h) znaqenn energi E~110 E~210 spadat~ i pri dosit~ velikih roz 110 210 mirah h zbigat~s do znaqen~ energi zv'zku E110 E210 ek- 381 Evolc eksitonnogo spektra... sitonu u vidpovidnih KSS. k baqimo z ris. 4, wo il~xa b110 tovwina 210 ~ ~ bar'riv , to povil~nixe zmenxut~s znaqenn E110 E210 . ' =2 -20 -10 '=0.5 ' =1 '=1.5 ' =2 '=2.5 ' =3 ~210 ~110 -10 0 ' =0.5 ' =1 '=1.5 'E2 1 0,ɦɟȼ 'E1 1 0,ɦɟȼ 0 ' =2.5 -20 ' =4 -30 -30 ' =3 -40 'of '=4 ' =5 -50 0 2 4 6 8 HgS h,a 3 10 10 ' =5 -40 'of -50 0 2 4 6 3 8 10 h,aHgS 10 110 E 210 ) vid roz~210 4. Zalenist~ energi zv'zku eksitonu ( E~110 h = h1 = h2 zovnixnih m pri riznih znaqennh tovwin bar'riv = 1 = 2 ta 0 = 8aHgS = 2aCdS , h0 = 15 aHgS . Ris. miru Taku povedinku energi zv'zku eksitonu legko zrozumiti iz prostih fiziqnih mirkuvan~. Spravd, zbil~xenn rozmiru ( h) zovnixnih m pri fiksovanomu zmenxu movirnist~ znahodenn elektrona i dirki u prarezonansnih stanah vnutrixn~o mi, zbil~xuqi movirnist~ perebuvann oboh kvaziqastinok u zovnixnih mah, de efektivna vidstan~ mi nimi zbil~xut~s. Oskil~ki pri c~omu zmenxut~s perekritt hvil~ovih funkci elektrona i dirki, zmenxut~s energi hn~ogo zv'zku v eksiton. Vodnoqas zrostann tovwini potencial~nogo bar'ra pri fiksovanomu rozmiri h zovnixnih m privodit~ do vse bil~xo lokalizaci elektrona i dirki v oblasti vnutrixn~o mi, zbil~xuqi vidpovidnu energi zv'zku eksitonu u prarezonansnih stanah Nze 10( . v) Zrozumilo, wo pri energi zv'zku eksitonu EN h 10 v z ez 10(z) N KSS perehodt~ u vidpovidni m energi ( EN h 10 ) zv'zku eksitonu v z prosti zakriti CKT u CKD. !1 4. VISNOVKI Pokazano, wo prosta vidkrita dvobar'rna CKT u KD zavdi i dosit~ toqno moe buti aproksimovana vidpovidno trimno zakrito CKT u CKD. Doslideni mehanizm perehodu da zmogu rozv'zati zadaqu pro eksitonni spektr prosto vidkrito CKT, vikoristovuqi hvil~ovi funkci stacionarnih staniv elektrona i dirki zakrito trimno CKT z dosit~ velikim rozmirom zovnixnih xariv-m. 382 LTERATURA M. Tkaq ta n. 1] Thelander C., Agarwal P., Brongersma S. Nanowire { based one { dimensional electronics. Materialstoday. 2006. 9. 28-35. 2] Lauhon L.J., Mark S. G., Lieber C. M. Semiconductor nanowire heterostructures. Phil. Trans. R. Soc. 2004. 362. 1247{1260. 3] Xuedong H., Das Sarma S. Hilbert-space structure of a solid-state quantum computer: Two-electron states of a double-quantum-dot articial molecule Phys. Rev.A. 2000. 61. 062301{062305. 4] Burkard G., Seelig G., Loss D. Spin interactions and switching in vertically tunnel-coupled quantum dots. Phys. Rev. B. 2000. 62. 2581{2592. 5] Alferov .I., Aseev A.L., Gaponov S.V. Nanomaterialy i nanotehnologii. Nano- i mikrosistemna tehnika. 2003. 8. 3{13. 6] Tkaq M.V., Mahanec~ O.M., Dovgank M.M. Elektronni i eksitonni spektri u zakriti podvini kvantovi toqci, wo roztaxovana u kvantovi drotini cilindriqno formi. urn. fz. dosl. 2009. 13, }1. 1702-1{1702-8. 7] Tkach M., Seti Ju. Exiton in closed and opened quantum dot Cond. Matters Physics. 2007. 10, }1 (49). 23{31. 8] Tkaq M.V., Mahanec~ M.O., Dovgank M.M. Evolci elektronnogo spektra v trimni zakriticilindriqni kvantovi toqci u kvantovomu droti pri zmini visot zovnixnih vantovih toqok. Fizika i himi tverdogo tila. 2009. 10, } 4. 745{751. 9] Tkaq M.V., Mahanec A.M. Spektry i vremena izni kvaziqastic v otkryto kvantovo toqke, okruenno odinakovymi bar~erami v cilindriqesko kvantovo provoloke. Fizika tverdogo tela. 2005. 47, vyp. 3. 550{555. EVOLUTION OF EXCITON SPECTRUM IN THREE WELL CLOSED CYLINDRICAL NANOHETEROSYSTEM AT THE INFINITE INCREASE OF THE HEIGTHS OF TWO OUTER QUANTUM DOTS Mykola TKACH, Olexander MAKHANETS, Mykola DOVGANIUK, Natalia TSIUPAK Yurii Fedkovich Chernivtsi National University 58012 Chernivtsi, Kotcibinsky Str. 2 e-mail: [email protected] Within models of the e ective masses and rectangular potentials, the exciton energy spectrum in cylindrical closed nanoheteosystem is investigated at the innite increase of the heights of two outer quantum dots. The principle ability of approximating the two barrier open system by three well closed system is proven. This makes it possible to obtaine the exciton binding energy in open systems.