Manyetik alanın etkisinde, Rashba spin yörünge etkileşmesi olan lens şeklindeki yarı manyetik yarı iletken kuantum noktalarında absorbsiyon katsayısının hesaplanması

Bu tez çalışmasında seyreltilmiş yarımanyetik yarıiletken elipsoid kuantum noktanın optik özellikleri araştırıldı. Çalışmada Rashba spin-yörünge etkileşiminin optik geçişlere olan etkisi incelendi. Adyabatik yaklaşım kullanılarak etkin kütle yaklaşımı çerçevesinde kuantum sisteminin tek elektronlu Schrödinger denklemi çözüldü. Schrödinger denkleminin enerji spektrumu ve dalga fonksiyonu elde edildi. Bantlar içi optik geçişler için elde edilen enerji spektrumu ve dalga fonksiyon ifadeleri kullanılarak absorbsiyon (soğurma) katsayısı gelen fotonun enerjisinin bir fonksiyonu olarak elde edildi. Ayrıca bantlar içi optik geçişler için izinli ve izinli olmayan durumlar belirlendi. Soğurma katsayısının gelen fotonun enerjisinin fonksiyonu olarak; manyetik alan, sıcaklık, Mn atomunun konsantrasyonu, elipsoidin boyut parametreleri ve Rashba parametresi gibi parametrelerin farklı değerlerine göre değişimi incelendi. Elde edilen sonuçlara göre manyetik alanın artmasıyla elipsoidin kalınlığının 1nm değerinde soğurma katsayısının maksimumu azalmakta ve gelen fotonun enerjisine göre sağa kaymaktadır. Manyetik alanın artması elipsoid kuantum noktadaki elektronun 110 ve 111 enerji seviyeler arası uzaklığı arttırmakta ve bu iki seviyeler arası optik geçiş olasılığını azaltmaktadır. Ancak elipsoid kalınlığı 1nm'den 10nm değerine çıkarılırsa manyetik alanın artmasıyla soğurma katsayısının maksimumu artmakta ve gelen fotonun enerjisine göre sağa kaymaktadır. Elipsoidin kalınlığının 10nm değerinde manyetik alanın artması 110 ve 111 enerji seviyeler arası uzaklığı arttırmaktadır. Ayrıca manyetik alanın artması bu iki seviyeler arası optik geçiş olasılığını da arttırmaktadır. Sıcaklığın artmasıyla soğurma katsayısının maksimumu azalmakta ve gelen fotonun enerjisine göre sağa kaymaktadır. Sıcaklığın değişimi 110 ve 111 enerjisi seviyeler arası uzaklığına etkisi ihmal edilebilecek kadar azdır. Diğer taraftan sıcaklığın artması bu iki seviyeler arası optik geçiş olasılığını azaltmaktadır. Mn atomunun konsantrasyonunun artmasıyla soğurma maksimumu artmakta ve gelen fotonun enerjisine göre sola kaymaktadır. Mn atomunun konsantrasyonunun değişimi, sıcaklığın değişiminin 110 ve 111 enerji seviyeler arası uzaklığına etkisinin olduğu gibi ihmal edilebilecek kadar azdır. Ayrıca, Mn atomunun konsantrasyonunun artması elektronun bu iki seviyeler arası optik geçiş yapma olasılığını arttırmaktadır. Son olarak Rashba parametresinin artmasıyla soğurma katsayısının maksimumu azalmakta ve gelen fotonun enerjisine göre sağa kaymaktadır kaymaktadır.