Особенности рекомбинационного излучения в квантовых точках с примесными комплексами (A$^{+}$ + e) во внешнем электрическом поле. Часть I. Влияние внешнего электрического поля на энергию связи дырки в примесном комплексе (A$^{+}$ + e) в сферически-симметричной квантовой точке

Актуальность и цели. В последнее время наблюдается возрастающий интерес к исследованию влияния эффектов электрического поля на свойства полупроводниковых квантовых точек. Это связано с тем, что в таких системах имеется высокая степень свободы в управлении зонной структурой и энергией связи примесных состояний, что важно с точки зрения приборных приложений. Особый интерес представляет исследование влияния электрического поля на примесные $A^{+}$-состояния, которые способны образовывать с неравновесными электронами долгоживущие комплексы $(A^{+}+e)$. Варьирование величины внешнего электрического поля открывает возможности для управления энергией связи $A^{+}$-состояния, концентрацией носителей заряда, а также оптическими свойствами квазинульмерных структур. Цель работы заключается в теоретическом исследовании влияния внешнего электрического поля на энергию связи дырки в примесном комплексе $(A^{+}+e)$ в сферически-симметричной квантовой точке (КТ). Материалы и методы. Взаимодействие электрона, находящегося в основном состоянии квантовой точки, и дырки, локализованной на $A^{+}$-центре, рассматривается в рамках адиабатического приближения. Дисперсионное уравнение, определяющее зависимость энергии связи дырки в примесном комплексе $(A^{+}+e)$ в сферически-симметричной квантовой точке от величины внешнего электрического поля, получено в рамках модели потенциала нулевого радиуса в приближении эффективной массы. Все кривые построены для квантовых точек на основе InSb. Результаты. В модели потенциала нулевого радиуса в адиабатическом приближении получено аналитическое решение задачи о связанных состояниях дырки в комплексе $(A^{+}+e)$ в сферически-симметричной квантовой точке при наличии внешнего электрического поля. Рассмотрены случаи центрированного и нецентрированного расположения $A^{+}$-центра в квантовой точке. Показано, что кривая полевой зависимости энергии связи $A^{+}$-центра имеет характерный максимум, положение которого связано с динамикой адиабатического потенциала во внешнем электрическом поле. Показано, что существует пороговое значение напряженности внешнего электрического поля, при котором существование связанного $A^{+}$-состояния становится невозможным. Выводы. Монотонный ход зависимости энергии связи $A^{+}$-состояния от радиуса КТ нарушается при нецентрированном расположении $A^{+}$-центра. Для определенных значений радиуса КТ энергия связи достигает максимального значения, что связано с совпадением положения $A^{+}$-центра и минимума адиабатического потенциала.