مطالعه دیودهای نورگسیل پولاریتونی در میکروکاواک های نیم رسانا

افزاره‎های نورگسیل پولاریتونی، نسل جدیدی از ادوات اپتوالکترونیکی محسوب می‎شوند که شامل دیود‎های نورگسیل پولاریتونی و لیزرهای پولاریتونی می‎باشند. در سال‎های اخیر، گزارش‎های ارایه شده توسط گروه‎های تحقیقاتی مختلف نشان داده که این افزاره‎ها خصلت‎های جالبی را دارا می‎باشند. به عنوان مثال، برای مشاهده فرآیند لیزینگ در لیزرهای پولاریتونی، نیازی برای رسیدن به شرایط وارونگی جمعیت نیست. این پدیده، مهمترین ویژگی لیزرهای پولاریتونی می باشد که آنها را نسبت به لیزرهای نیم‎رسانای رایج متمایزکرده است. میکروکاواک های حاوی چاه ها و یا نقاط کوانتومی نیم رسانا، تشکیل سیستم های آزمایشگاهی ای را می دهند که به منظور مطالعه فیزیک پولاریتون ها بسیار مناسب هستند. اکسایتون-پولاریتون شبه ذره‎ای است که از تزویج قوی نور با اکسایتون بوجود می‎آید و آنرا به اختصار پولاریتون گویند. انرژی رابی، شکافتگی بوجود آمده بین شاخه های پولاریتونی در رژیم تزویج قوی است. هدف این پایان نامه، بررسی اثر پتانسیل خارجی بر روی انرژی رابی، با در نظر گرفتن یک نانو ساختار تعبیه شده در داخل بازتابنده‎های براگ، می‎باشد. نانو‎ساختار در نظر گرفته شده در این پایان‎نامه یک چاه کوانتمی می‎باشد که بایاس خارجی مستقیما به دو سر چاه اعمال می‎شود. پارامتر‎های مهم در فرآیند گسیل نور از حالت‎های پولاریتونی در رژیم تزویج قوی در میکروکاواک نیمرسانا را مورد مطالعه قرار می دهیم. پیش بینی می شود، با استفاده از موادی که دارای گاف انرژی بزرگتری هستند، به دلیل بزرگ تر بودن انرژی اکسایتون‎ها در آنها، بتوان به مقادیر انرژی رابی بزرگتری دست یافت. پولاریتون‎های تجمع یافته در شاخه پولاریتونی پایین، پس از گذراندن طول عمرشان، به صورت یکجا واپاشی کرده و منجر به گسیل نور می شوند. با مهندسی ساختار هندسی مناسب و استفاده از مواد کارآمد، از این افزاره می توان به عنوان منبع تولید نور تراهرتز استفاده کرد.