In this paper, we have studied the strain, band-edge, and energy levels of cubic InGaAs quantum dots (QDs) surrounded by GaAs. It is shown that overall strain value is larger in InGaAs-GaAs interfaces, as well as in smaller QDs. Also, it is proved that conduction and valence band-edges and electron-hole levels are size dependent; larger QD sizes appeared to result in the lower recombination energies. Moreover, more number of energy levels separate from the continuum states of bulk GaAs and come down into the QD separate levels. In addition, we show that change of band gap and energy level by size is not linear, i.e., band gap and energy level in smaller QDs are more sensitive to QD size. Our results coincide with former similar researches

چکیده

در این مقاله، کرنش، لبه نوار و سطوح انرژی نقاط کوانتومی(نقطه کوانتومیها) InGaAs مکعبی احاطه‌شده با GaAs را مطالعه کردیم. نشان داده شده است که مقدار کلی کرنش در رابط‌های InGaAs-GaAs و همچنین در نقاط کوانتومی کوچک‌تر بیشتر است. همچنین، ثابت شده است که لبه‌های نوار ظرفیت و رسانش و سطوح الکترون-حفره به اندازه وابسته هستند؛ به نظر می‌رسد اندازه‌های نقطه کوانتومی بزرگ‌تر منجر به انرژی‌های بازترکیب کمتر می‌شوند. از این گذشته، تعداد بیشتری از سطوح انرژی از حالت پیوسته GaAs کپه‌ای جدا شده و به سمت پایین‌تر در سطوح جداگانه نقطه کوانتومی می‌پیوندند. علاوه بر این، نشان دادیم که تغییر گاف نواری و سطح انرژی با اندازه خطی نیست، یعنی گاف نواری و سطح انرژی در نقاط کوانتومی کوچک بیشتر به اندازه نقطه کوانتومی وابسته هستند.نتایج ما در توافق با تحقیقات مشابه پیشین است.

1-مقدمه                                                                                              

لیزرهای نیم‌رسانا کاربردهای بسیاری یافته‌اند، از میان انواع زیاد آن‌ها، لیزرهای نقطه کوانتومی به دلیل ویژگی‌های جالب آن‌ها که ناشی از سطوح انرژی گسسته آن‌ها است،  جایگاهی ویژه یافته‌اند. نشان داده شده است که اثرات متغیرهای گوناگون از قبیل اندازه نقطه کوانتومی (باسکوتاس و ترزیس، 2006، پرایر، 1998)، درصد عناصر سازنده نقطه کوانتومی (شی و دیگران، 2011، برجی و رجایی، b2015)، شاخص زیرلایه (پووولوتسکی و دیگران، 2004، رجایی و برجی b2015)، کرنش  (پرایر و پیستول، 2005، شهرکی و اسماعیلی، 2012)، دمای استفاده (چن و شیاو، 2007، کومار و دیگران، 2015، نارایانان و پیتر، 2012، روزتی و دیگران، 2009، برجی و رجایی، a2015)، لایه خیس (WL) و توزیع نقاط کوانتومی در سطوح انرژی و کارایی لیزرهای نقطه کوانتومی مؤثر هستند (رجایی و برجی، a2015، برجی و رجایی، c2015). بنابراین یافتن اثر این عوامل می‌تواند در بهبود کارایی لیزر آموزنده باشد. اثرات اندازه نقطه کوانتومیجالب و مهم هستند، زیرا می‌تواند انرژی‌های بازترکیب و واهلش حامل و زمان‌های بازترکیب را عوض کند...