از تابناکی تا نور تابناکی: بررسی پدیده ی اپتیکی غیرخطی در نقاط کوانتومی با روش نظریه-ی تابعی چگالی (DFT)
منبع:
پویش در آموزش علوم پایه دوره ۱۲ بهار ۱۴۰۵ شماره ۱ (پیاپی ۴۲) «ویژه نامه ششمین همایش ملی آموزش فیزیک»
79 - 93
حوزههای تخصصی:
تابناکی پدیده ای است که در آن یک ماده، بدون نیاز به افزایش محسوس دما، انرژی جذب شده را به صورت تابش نوری آزاد می کند و به عنوان یکی از پدیده های بنیادی در فیزیک نور، بیانگر گسیل فوتون از ماده در اثر برانگیزش غیرحرارتی است. این پدیده در حالت های خاصی از تابش نوری شدید، رفتار غیرخطی از خود نشان می دهد و از این رو در شاخه ی اپتیک غیرخطی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. بررسی های اخیر نشان داده اند که نقاط کوانتومی به دلیل ساختار گسسته ی ترازهای انرژی و اثرات محصورشدگی کوانتومی، بستر بسیار مناسبی برای مطالعه و کنترل تابناکی هستند. در این مواد، فرآیندهایی چون جذب چندفوتونی، تغییر طیف گسیل و افزایش بازده نورتابناکی با تغییر اندازه و ترکیب نقاط کوانتومی قابل تنظیم است. در این تحقیق، با مروری بر مبانی نظری تابناکی و بررسی انواع آن، به ویژه روابط میان تابناکی، نورتابناکی و رفتارهای غیرخطی در مواد نانوساختار — به ویژه نقاط کوانتومی — تحلیل شده است. این تحلیل با هدف شناسایی ویژگی های فیزیکی مؤثر بر شدت، بازده و پایداری تابش نوری در میدان های قوی انجام گرفت. شبیه سازی های این قسمت از پژوهش با نظریه ی تابعی چگالی انجام شده است. نورتابناکی، رفتار این پدیده در حضور میدان های نوری شدید مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز اصلی این پژوهش، بر تبیین رابطه ی بین نورتابناکی و نقاط کوانتومی است تا نقش ساختار الکترونی و اثرات اپتیکی غیرخطی در کنترل تابش نوری روشن شود. نتایج این مطالعه می تواند در درک بهتر مکانیزم های گسیل نور در مقیاس نانو و طراحی لیزرهای پیشرفته مبتنی بر نقاط کوانتومی مؤثر واقع شود.