4
Е.В. Смирнов
Квантовую точку можно рассматривать как «искусственный атом»,
лишенный ядра. Какой именно натуральный атом представлен искус-
ственным, определяется числом избыточных электронов, заключенных
в квантовой точке. Причем, это число электронов можно менять, изменяя
условия роста квантовых точек, или же с помощью внешних электро-
магнитных полей. Таким образом, можно «искусственный атом» свинца
или ртути превратить в «искусственный атом» серебра или золота.
Современные методы исследования позволяют получать информа-
цию о плотности вероятности нахождения электрона в квантовой точке,
т. е. дают возможность визуализировать волновые функции электрона
в нанокристаллических объектах. На рис. 3 приведено распределение
плотности вероятности нахождения электрона в квантовой точке для
основного и первого возбужденного состояний, полученное российски-
ми учеными методом магнитотуннельной микроскопии [9]. Объектом
их исследований были квантовые точки InAs, помещенные в двухба-
рьерную гетероструктуру AlGaAs/GaAs. Характерный размер кванто-
вых точек составлял ~20 нм, их высота ~2…3 нм, плотность квантовых
точек на поверхности подложки ~0,5·10
11
см
–2
. Следует подчеркнуть,
что экспериментально измеренная в данной работе плотность вероят-
ности качественно согласуется с результатами расчетов, выполняемых
для потенциальной ямы конечной глубины в курсе общей физики.
Спектр излучения квантовых точек, как уже отмечалось, является
дискретным, точнее, квазидискретным. Это связано с тем, что даже в
условиях одного опыта не удается вырастить совершенно одинаковые
квантовые точки. Они различаются как размерами, так и числом со-
держащихся в них атомов. Природные атомы одного сорта, как извест-
но, абсолютно тождественны и имеют одинаковый спектр излучения.
«Искусственные атомы» — нанокристаллы — подобной тождествен-
Рис. 3.
Экспериментально измеренная плотность
вероятности пребывания электрона в квантовой
точке в основном (
а
) и первом возбужденном (
б
)
состояниях [9]
