http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34811 2026-06-07T14:34:56Z 2026-06-07T14:34:56Z Бойко, Ігор Володимирович Бойко, И. В. Boyko, І. V. http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34812 2021-04-06T03:03:48Z 2013-01-01T00:00:00Z

Назва: Теорія активної динамічної провідності багатошарових резонансно-тунельних структур Автори: Бойко, Ігор Володимирович; Бойко, И. В.; Boyko, І. V. Короткий огляд (реферат): У моделі ефективних мас і прямокутних потенціальних бар’єрів розвинена квантова теорія квазістаціонарних станів електронів і активної динамічної провідності відкритих багатошарових резонансно-тунельних структур. У теорії врахована міжелектронна взаємодія, а також взаємодія електронів з постійними електричним, магнітним і електромагнітним полями. На прикладі експериментально реалізованих ККЛ і ККД показано, що лише модель повного каскаду, як відкритих РТС, дозволяє надійно оптимізовувати роботу цих наноприладів геометричним дизайном їх активних зон і описати фізичні процеси, що в них відбуваються. Розвинена квантова теорія електронного транспорту крізь РТС у постійних поздовжньому електричному і поперечному магнітному полях з урахуванням взаємодії електронів з електромагнітним полем на основі модифікованого методу Бете. Показано, що згідно з експериментом, при збільшенні напруженості магнітного поля, енергія лазерного випромінювання зміщується в область більших енергій, а його відносна інтегральна інтенсивність різко зменшується через те, що магнітне поле значно збільшує ефективний потенціал вихідних ям і бар'єрів, чим викликає руйнування енергетичної структури узгоджених між собою сусідніх каскадів квантового каскадного лазера.; Диссертация посвящена исследованию туннельного транспорта электронов сквозь многослойные резонансно-туннельные структуры. В модели эффективных масс и прямоугольных потенциальных барьеров развита теория коэффициента прозрачности, спектральных параметров квазистационарных состояний и активной динамической проводимости электронов двухбарьерной резонансно-туннельной структурой с учетом электрон-электронного взаимодействия. Показано, что междуэлектронное взаимодействие деформирует форму коэффициента прозрачности от лоренцовой к клиновидной, слабо изменяет величину динамической проводимости и независимо от ее знака смещает положение максимума в область больших энергий электромагнитного поля. Показано, что наличие детальной информации о зависимости величины σ от E и Ω, позволяет оценить важные спектральные параметры величин обобщенных резонансных энергий и ширин электронных квазистационарных состояний. В модели разных эффективных масс в разных слоях гетеросистемы и прямоугольных потенциальных барьеров на основе решения стационарного уравнения Шредингера развита квантово-механическая теория квазистационарных состояний электронов, а в малосигнальном одномодовом приближении – на основе решения полного уравнений Шредингера активной динамической проводимости открытых многослойных резонансно- туннельных структур, как отдельных каскадов квантовых каскадных детекторов и лазеров. На примере экспериментально реализованных квантовых каскадных лазеров и детекторов показано, что только модель полного каскада, как открытой многослойной резонансно-туннельной структуры, позволяет надежно оптимизировать работу этих наноприборов геометрическим дизайном их активных зон и описать физические процессы, происходящие в них. Развита квантовая теория электронного транспорта сквозь открытую многослойную резонансно-туннельную структуру, как модель полного каскада квантового каскадного лазера в постоянных продольном электрическом и поперечном магнитном полях с учетом взаимодействия электронов с электромагнитным полем на основе решения уравнений Шредингера модифицированным методом Бете. Показано, что, в соответствии с экспериментом, при увеличении напряженности магнитного поля лазерного излучения сдвигается в область больших энергий, а его относительная интегральная интенсивность резко уменьшается из-за того, что магнитное поле значительно увеличивает эффективный потенциал выходных ям и барьеров, и вызывает разрушение энергетической структуры согласованных между собой постоянным электрическим полем соседних каскадов квантового каскадного лазера.; The quantum theory of electrons quasi-stationary states and active dynamic conductivity of open multi-layer resonance tunnel structures is developed within the model of effective masses and rectangular potential barriers. The electron- electron interaction and interaction between the electron and constant electric and magnetic field as well as an electromagnetic one are taken into account in the theory. Using the example of experimentally produced QCL and QCD it is shown that only the model of complete cascade, as open RTS, allows the reliable optimization of the operation of these devices by the geometrical design of their active bands and describes the happening physical properties. The quantum theory of electronic transport through the RTS driven by the constant longitudinal electric and transversal magnetic field is developed taking into account the interaction of electrons with the electromagnetic field using the Bethe modified method. It is shown that in accordance with the experiment, when the intensity of the magnetic field increases, the energy of laser radiation shifts into the region of higher energies and its relative integral intensity sharply decreases due to the magnetic field essentially increases the effective potential of output wells and barriers causing the destruction of energetic structure of coordinated neighbour cascades of QCL.

2013-01-01T00:00:00Z