Etude des effets polaroniques dans les nanosphères de semiconducteurs par approche numérique

Abstract

Notre travail s’inscrit dans le cadre assez large de la physique des systèmes à basses dimensions. L’étude des propriétés électroniques d’une impureté de type donneur, confinée dans une boîte quantique de symétrie sphérique (nanosphère) et l’influence du couplage électron-phonon sur les états électroniques représentent l’apport essentiel de ce travail. Le potentiel de confinement est modélisé par un puits de hauteur finie. L’approximation de la masse effective et la méthode variationnelle de Lee-Low-Pines à deux paramètres se sont avérées comme les bonnes voies pour étudier ces propriétés. Pour cela, nous avons présenté un modèle théorique pour calculer l’énergie de liaison d’une impureté de type donneur dans une nanosphère. Ce modèle a été réalisé dans les deux situations d’un puits de potentiel de confinements infini et fini (effet de la hauteur de la barrière). Notre formalisme a été étendu avec succès pour l’étude de l’effet d’un champ électrique sur l’état d’une impureté donneur. De la même manière, nous avons examiné le cas d’un puits de potentiel infini et fini en incluant les effets polaroniques résultant du couplage des électrons avec les phonons confinés et ceux de surface. Par ailleurs, nous avons déterminé la polarisabilité du donneur en fonction du rayon de la boîte et ce pour différents valeurs du champ électrique et de même nous avons montré que le champ électrique tend à diminuer l’énergie de liaison.