Electron-electron interactions in a two dimensional quantum dot

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 1999

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: NURTEN AKMAN

Danışman: MEHMET TOMAK

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

oz İKİ BOYUTLU KUVANTUM NOKTASINDAKİ ELEKTRON-ELEKTRON ETKİLEŞİMLERİ Akman, Nurten Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Mehmet Tomak Eylül 1999, 67 sayfa. Kuvantum noktaları, sıfır boyutlu yapılar olarak son derece ilginç düşük boyutlu sistemlerdir. Bu yapılar, doğal atomlardaki çekirdek potansiyelinin yerini yapa}' bir potansiyelin alması nedeniyle yapay atomlar olarak da düşünülebilirler. Bu tür yapılarda doğal atomlardakiyle kıyaslanabilen elektron sayısı tipik olarak 2 ila 200 arasında değişmektedir. Kuvantum noktalarında, diğer bir deyimle yapay atomlarda, elektronlar arasındaki Coulomb etkileşmesi, onların kuvan tum mekaniksel özelliklerini anlamak için son derece önemlidir. Bu nedenle elektronların enerji tayfında ve iki boyutlu dairesel bir kuvantum noktasındaki dağılımında önemli rol oynayan bu etkileşimlerin ayrıntılı tartışması tezde sunul maktadır. Hapsetme potansiyelinin tipi parabolik potansiyelle birlikte en çok kullanılan sonsuz potansiyel engelidir. Toplam Hamiltoniyen. enerji tayfının anal izi için öncelikle boyutsuz olarak ifade edilmiş ve daha sonra ikinci kuvantlama diline dönüştürülmüştür. Kuvantum noktasının dairesel yapısı ve Coulomb etk ileşiminin spinden bağımsız oluşu dikkate alınarak, toplam spin ile toplam spin ve toplam yörüngesel açısal momentin z bileşenleri uygun kuvantum sayıları olarak belirlenmiştir. Bir kaç elektron durumuna uygun olarak sadece 2, 3, ve 4 elektronçalışılmış ve onların en düşük enerji özdeğerleri boyutsuz bağlaç sabiti A cinsin den hesap edilmiştir. Bu çalışmada A, noktanın yarıçapını etkin Bohr yarıçap biriminde ölçmekte ve atomik rejimden Wigner molekülsel rejime olan geçişi kon trol etmektedir. Enerji tayfının sayısal analizi için tam köşegenleştirme metodu kullanılmış ve toplam Hamiltoniyen uygun kuvantum sayılarının verilen değerleri için köşegenleştirilmiştir. Tezin geri kalan bölümünde ise iki boyutlu dairesel kuvantum noktasında etkileşen spin kutuplu üç elektron için yük yoğunluğu ve çift korelasyon fonksiyonu hesaplanmıştır. Yük yoğunluğunun radyal mesafe ile, çift korelasyon fonksiyonunun ise açı ile değişimi ve de her ikisinin kuvantum noktasının büyüklüğüne olan bağlılığı açık bir şekilde atomik limiti ve Wigner molekülünün oluşumunu göstermiştir. Anahtar Sözcükler: Düşük-boyutlu sistemler, kuvantum noktası, yük yoğunluğu, çift korelasyon fonksiyonu, elektron-elektron etkileşimleri, tam köşegenleştirme metodu, Wigner molekülü. vı