Оптические свойства квантовых точек (0D -системы)

Общими свойствами нульмерных ограниченных систем являются: уширение запрещенной зоны, повышение силы осцилляторов, особенности поглощения падающего света, уширение спектра.

Уширение запрещенной зоны - важнейшая особенность квантовых точек по сравнению с массивным образцом. В режиме «сильной локализации» когда размер квантовой точки меньше радиуса экситона, энергия квантовой локализации превышает энергию кулоновского взаимодействия.

Повышение силы осцилляторов. По мере уменьшения размерности системы от 3D к 0D плотность энергии электронных состояний возрастает, и возрастают силы осцилляторов соответствующие оптическим переходам. Концентрация энергетических состояний используется для повышения коэффициента усиления лазерных устройств. При уменьшении размерности системы сильнее проявляются электрооптические эффекты, которые используются для создания оптоэлектронных модуляторов на квантовых ямах.

Особенности поглощения падающего света. Межподзонные оптические переходы в двумерных системах разрешены, если свет распространяется в плоскости квантовой ямы, т.е. когда электрическое поле фотона перпендикулярно поверхности раздела. Квантовые точки способны поглощать свет с любого направления. Локализация по трем оптическим осям означает, что волновые функции электронов тоже квантуются по трем пространственным направлениям.

Уширение спектра. Оптические спектры квантовых точек не зависят от температуры. Ширина спектральных линий не зависит от температуры, так как эти линии дискретные. При высокой однородности размеров квантовых точек ширина линий составляет 0,01 эв.