انجمن فیزیک ایران مجلۀ پژوهش فیزیک ایران 1682-6957 23 3 2023 11 22 Enhancement of spontaneous emission and material gain from CdSe/CdS quantum dot بهبود گسیل خودبه‌خودی و بهرۀ مادی از نقطۀ کوانتمی CdSe/CdS 89 93 3427 10.47176/ijpr.22.3.61501 FA جمال جابر گروه فیزیک، دانشکده آموزش، دانشگاه القادسیه، دیوانیه، عراق غدیر کاظم گروه فیزیک، دانشکده آموزش، دانشگاه القادسیه، دیوانیه، عراق Journal Article 2022 06 27 This study looks at the material gain and enhanced spontaneous emission of CdSe(1-x)S(x)/ZnS and CdSe(1-x)S(x)/ZnO quantum dot (QD) structures. (remove dot) cadmium selenide (CdSe) QDs, cadmium sulfide (CdS) wetting layer (WL), zinc oxide (ZnO) and zinc sulfide (ZnS) as a barrier layers were investigated to achieve QDs semiconductor with active region (B). The energy levels and band alignment between layers are predicted using the quantum disk model. Gain is an estimation for the transverse electric (TE) and magnetic (TM) modes in QDs structures, taking into consideration the momentum matrix element. The mole-fraction (x) and contributions of the barriers (ZnO and ZnS) material in enhanced gain and spontaneous emission were investigated in this manuscript. When ZnS is used as a barrier material, the spontaneous emission is found to be 11.75×10^19 (eV.sec.cm^3 )^(-1) at x~0.69 and wavelength 324 nm, and the material gain has maximum values of order 5.671×10^4 cm^(-2) for TM and 3.743×10^7for TE modes, respectively. Whenever the barrier is changed to ZnO, the results are different; at x~0.438 and wavelength 365 nm, the spontaneous emission becomes 2.965×10^19 (eV.sec.cm^3 )^(-1) and the gain has maximum values of order 2.118×10^4 cm^(-2) for TM and 1.242×10^5 cm^(-2)for TE mode. این مطالعه به بررسی بهرۀ مادی و گسیل خودبه‌خودی بهبودیافته نقاط کوانتمی (QD) CdSe(1-x)S(x)/ZnS و CdSe(1-x)S(x)/ZnO می‌پردازد. نقاط کوانتمی سلنید کادمیوم (CdSe)، لایۀ مرطوب سولفید کادمیوم (CdS)، و لایه‌های حائل اکسید روی (ZnO) و سولفید روی (ZnS) برای دستیابی به QDs نیمه هادی با ناحیۀ فعال (B) مورد بررسی قرار گرفتند. ترازهای انرژی و هم‌ترازی نواری بین لایه‌ها با استفاده از مدل قرص کوانتمی پیش‌بینی شد. بهره برای مدهای الکتریکی (TE) و مغناطیسی (TM) عرضی در ساختارهای QD با در نظر گرفتن عناصر ماتریس تکانه تخمین زده می‌شود. کسر مولی (x) و سهم مواد حائل (ZnO و ZnS) در افزایش بهره و گسیل خود‌به‌خودی در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. هنگامی که ZnS به عنوان یک لایۀ حائل استفاده می‌شود، گسیل خود‌به‌خودی برابر با 1019×75/11 (eV.sec.cm3)-1 در x ~ 0.69 و طول موج 324 نانومتر به دست می‌آید و بهرۀ مادی بیشترین مقادیر cm-2 104×67/5 برای مد TM و cm-2 107×74/3 برای مد TE را دارد. در حالتی که لایۀ حائل ZnO باشد، در 44/0 x ~ و طول موج 365 نانومتر، گسیل خودبه‌خودی 1019×97/2 (eV.sec.cm3)-1 می‌شود و بیشترین مقدار بهره cm-2 104×11/2 برای مد TM و cm-2 10۵×24/1 برای مد TE است. https://ijpr.iut.ac.ir/article_3427_5421e013565f7f1afa0cfe8ad87a99ab.pdf