Magnetfeldwirkung auf die Energieniveaus eines Exzitons in einem GaAs-Quantenpunkt: Anwendung für exzitoniche Laser

Das Problem eines in einem Gaussian-Quantenpunkt (QD) aus GaAs gefangenen Exzitons wird in zwei und drei Dimensionen in Gegenwart eines externen Magnetfeldes unter Verwendung der Ritz-Variationsmethode, der 1/N-Erweiterungsmethode und der verschobenen 1/N-Erweiterungsmethode untersucht. Die Grundzustandsenergie und die Bindungsenergie des Exzitons werden als Funktion der Größe des Quantenpunkts, der Einschlussstärke und des Magnetfelds bestimmt und mit den verfügbaren Daten aus der Literatur verglichen. Während die Variationsmethode eine obere Schranke für die Grundzustandsenergie liefert, gibt die 1/N-Erweiterungsmethode eine untere Schranke. Die Ergebnisse, die aus der verschobenen 1/N-Erweiterungsmethode gewonnen wurden, stimmen sehr gut mit denen überein, die mit der genauen Diagonalisierungstechnik erhalten wurden. Die Variation der Größe des Exzitons und der Oszillatorstärke des Exzitons wird ebenfalls als Funktion der Größe des Quantenpunkts untersucht. Die angeregten Zustände des Exzitons werden unter Verwendung der verschobenen 1/N-Erweiterungsmethode berechnet, und es wird vorgeschlagen, dass eine bestimmte Anzahl stabiler exzitonic gebundener Zustände in einem Quantenpunkt durch Anpassung der Parameter des Quantenpunkts realisiert werden kann. Dies könnte die Möglichkeit eröffnen, Quantenpunktlaser unter Verwendung exzitoniccher Zustände zu haben.