Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17902

Title: Внесок двофотонних електронних переходів у формування активної динамічної провідності трибар’єрних резонансно-тунельних структур із постійним електричним полем
Other Titles: Role of Two-Photon Electronic Transitions in the Formation of Active Dynamic Conductivity in a Three-Barrier Resonance Tunneling Structure with an Applied DC Electric Field
Вклад двухфотонных электронных переходов в формирование активной динамической проводимости трехбарьерных резонансно-туннельных структур с постоянным электрическим полем
Affiliation: Тернопiльський нацiональний технiчний унiверситет iм. I. Пулюя (Вул. Руська, 56, Тернопiль 46001; e-mail: boyko.i .v .theory@gmail.com)
Bibliographic description (Ukraine): Внесок двофотонних електронних переходів у формування активної динамічної провідності трибар’єрних резонансно-тунельних структур із постійним електричним полем Бойко І.В. УФЖ 2016, Том. 61, № 1, cтp.68-76
Journal/Collection: Український фізичний журнал
Issue: 1
Volume: 61
Issue Date: Feb-2016
Submitted date: 2-Feb-2015
Publisher: Видавничий дім "Академперіодика"
UDC: 538.935
538.915
538.971
Keywords: наносистеми
резонансно-тунельна структура
квантовий каскадний лазер
квантовий каскадний детектор
активна динамiчна провiднiсть
двофотонний електронний перехiд
Number of pages: 9
Page range: 68-76
Series/Report no.: УФЖ 2015, Том. 61, № 1;стp. 68-76
Abstract: У наближеннi ефективних мас та прямокутних потенцiальних ям i бар’єрiв для електрона, з використанням знайдених розв’язкiв повного рiвняння Шредiнгера, розвинена теорiя активної динамiчної провiдностi трибар’єрної резонансно-тунельної структури з прикладеним постiйним поздовжнiм електричним полем у слабкому електромагнiтному полi з урахуванням внеску лазерних одно- та двофотонних електронних переходiв з рiзними частотами. Показано, що для лазерних електронних переходiв величина внеску двофотонних переходiв у формування загальної величини активної динамiчної провiдностi в лазерних переходах не бiльша за 38%. Встановлено геометричнi конфiгурацiї резонансно-тунельної структури, для яких за рахунок двофотонних лазерних електронних переходiв отримується зростання iнтенсивностi лазерного випромiнювання.
The theory of active dynamic conductivity in a three-barrier resonance tunneling structure subjected to the combined action of a weak electromagnetic field and a longitudinal dc electric field is developed with regard for the contribution of laser-induced one- and two-photon electronic transitions with different frequencies. For this purpose, the full Schrödinger equation is solved in the effective mass approximation and with the use of the model of rectangular potential wells and barriers for an electron. The maximum contribution of two-photon transitions to the formation of the total active dynamic conductivity in laser-induced transitions is shown not to exceed 38%. Geometric configurations of the resonance tunneling structure, for which the laser radiation intensity increases due to laser-induced two-photon electronic transitions, are determined.
В приближении эффективных масс и прямоугольных потенциальных ям и барьеров для электрона, с использованием найденных решений полного уравнения Шрединге- ра, развита теория активной динамической проводимости трехбарьерной резонансно-туннельной структуры с приложенным постоянным продольным электрическим полем в слабом электромагнитном поле с учетом вклада лазерных одно- и двухфотонных электронных переходов с разными частотами. Показано, что для лазерных электронных переходов величина вклада двухфотонных переходов в формирование общей величины активной динамической проводимости в лазерных переходах не больше 38%. Установлены геометрические конфигурации резонансно-туннельной структуры, для которых за счет двухфотонных лазерных электронных переходов получается увеличение интенсивности лазерного излучения.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17902
Copyright owner: © I.В. БОЙКО/Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України, 2016
References (International): [1] D. Bachmann, M. Rösch, C. Deutsch, M. Krall, G. Scalari, M. Beck, J. Faist, K. Unterrainer and J. Darmo. Spectral gain profile of a multi-stack terahertz quantum cascade laser // Appl. Phys. Lett., 105(18), pp. 181118-1- 181118-4 (2014). [2] J.M. Wolf, A. Bismuto, M. Beck, and J. Faist. Distributed-feedback quantum cascade laser emitting at 3.2 μm // Optics Express, 22(2), pp. 2111-2118 (2014). [3] A. Buffaz, M. Carras, L. Doyennette, A. Nedelcu, X. Marcadet and V. Berger. Quantum cascade detectors for very long wave infrared detection // Appl. Phys. Lett., 96(17), pp. 172101-1-172101-3 (2010). [4] D. Hofstetter, F.R. Giorgetta, E. Baumann, Q. Yang, C. Manz and K. Kohler. Midinfrared quantum cascade detector with a spectrally broad response // Appl. Phys. Lett., 93(22), pp. 221106 -1-221106-3 (2008). [5] M.V. Tkach, Ju.O. Seti, I. V. Boyko, O.M. Voitsekhivska. Optimization of quantum cascade laser operation by geometric design of cascade active band in open and closed models Condensed Matter Physics, 16(3), pp. 33701-1-33701-10 (2013). [6] M. Tkach, Ju. Seti, I. Boyko, O. Voitsekhivska. Dynamic conductivity of resonance tunnel structures in the model of open Cascade in nanolasers // Romanian Reports in Physics, 65(4), pp. 1443-1453 (2013). [7] M.V. Tkach, Ju.O. Seti, V.O. Matijek, I.V. Boyko. Quantum cascade detectors under weak and strong electromagnetic fields // Journal of Physical Studies, 16(4), pp. 4701-1- 4701-7 (2012). [8] E. Saczuk and J.Z. Kaminski. Resonant tunnelling in the presence of intense laser fields // Physica Status Solidi (b), 240(3), pp. 603–609 (2003). [9] E. Saczuk and J.Z. Kaminski. Resonant tunneling in laser and constant electric fields // Laser Physics, 15(12), pp. 1691–1695 (2005). [10] N.V. Tkach, Ju.A. Seti. Nonresonant transparency channels of a two-barrier nanosystem in an electromagnetic field with an arbitrary strength // JETP Letters, 95(5), pp. 271-276 (2012). [11] N.V. Tkach, Ju.A. Seti. On the transmission channels and current-voltage characteristics of a double-barrier nanostructure driven by dc electric and electromagnetic fields of arbitrary strength // Semiconductors, 48(5), pp. 590-595 (2014). [12] A.B. Pashkovskii. High transparency of a two-photon scattering channel in triple-barrier structures // JETP Letters, 89(1), pp. 30-34 (2009). [13] A.B. Pashkovskii. Resonance propagation of electrons through three-barrier structures in a two-frequency electric field // Semiconductors, 45(6), pp. 743-748 (2011). [14] N.V. Tkach and Ju.A. Seti. Evolution and collapse of quasistationary states of an electron in planar symmetric three-barrier resonance-tunneling structures // Low Temp. Phys., 35(7), pp. 556-564 (2009). [15] S. Kumar, C. Wang I. Chan, Q. Hu and J. L. Reno. Two-well terahertz quantum-cascade laser with direct intrawell-phonon depopulation // Appl. Phys. Lett., 95(14), pp. 141110-1- 141110-3 (2009).
Content type: Article
Appears in Collections:Наукові публікації працівників кафедри програмної інженерії

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Boyko_u.pdf681,61 kBAdobe PDFView/Open
Boyko_u.djvu185,86 kBDjVuView/Open
Boyko_u__COVER.png396,1 kBimage/pngView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Admin Tools