Модуляция рекомбинационного излучения квантовых нитей электрическим полем и возможности ее использования в квантовой электронике

Рассчитано сечение процесса однофотонной рекомбинации свободных носителей заряда в 1D геометрии тонкой квантовой нити в сильном продольном электрическом поле. Установлено, что спектр рекомбинационного излучения является не менее чистым (близким к разреженному линейчатому) и стабильным, чем у квантовых точек. Считается, что продольная классическая степень свободы «размывает» спектральные линии за счет неопределенности кинетической энергии продольного движения носителей. Показано, что сильное электрическое поле снимает эту неопределенность, позволяя при этом варьировать как частоту излучения, так и интенсивность процесса рекомбинации. Выявлена сложная осцилляционная зависимость интенсивности рекомбинации от напряженности однородного электрического поля. Дополнительным преимуществом является естественная направленность излучения вдоль нити в сильном поле. Квазиклассический подход позволил установить, что процесс рекомбинации преимущественно локализуется в окрестности отдельных точек нити, где выполняются дисперсионные соотношения для излучаемого фотона. Электрическое поле способно влиять на положение этих точек и модулировать пространственное распределение, спектр и анизотропию рекомбинационного излучения. Полученные теоретические результаты использованы для интерпретации обширных экспериментальных исследований рекомбинационного излучения нитей CdSe в электрическом поле.