Journal of Physical Studies 26(1), Article 1702 [10 pages] (2022) DOI: https://doi.org/10.30970/jps.26.1702 ELECTRON–HOLE EXCHANGE INTERACTION IN A SPHERICAL QUANTUM DOT WITH REGARD MATERIAL DEFORMATION AND POLARIZATION CHARGES R. Ya. Leshko1 , I. V. Bilynskyi{1,2} , O. V. Leshko1 1Physics Department, Drohobych Ivan Franko State Pedagogical University, 3, Stryiska St., Drohobych, UA–82100, Ukraine, 2Physics Department, Kryvyi Rih State Pedagogical University, 54, Gagarin Ave., Kryvyi Rih, UA–50086, Ukraine e-mail: leshkoroman@gmail.com Received 25 November 2021; in final form 08 February 2022; accepted 22 February 2022; published online 30 March 2022

The focus of the study is on the strained spherical quantum dot (QD) InAs/GaAs heterosystem. A singleband model of the conductive band for electrons and a multiband model of the valence band for holes have been applied. Both models take into account the deformation of the QD and matrix and polarization charges on the boundaries. The proposed models have been used for the calculation of the electron-hole exchange interaction.

Key words: exchange interaction, deformation, multiband model, polarization charges, strained heterosystem.

Full text

1. U. Banin, J. C. Lee, A. A. Guzelian, A. V. Kadavanich, A. P. Alivisatos, Superlattices Microstruct. 22, 559 (1997);
   Crossref
2. Jingbo Li, Jian-Bai Xia, Phys. Rev. B 61, 15880 (2000);
   Crossref
3. T. Warming et al., Phys. Rev. B 79, 125316 (1999);
   Crossref
4. I. M. Kupchak, D. V. Korbutyak, S. M. Kalytchuk, Yu. V. Kryuchenko, A. Chkrebtii, J. Phys. Stud. 14, 2710 (2010);
   Crossref
5. M. S. Gaponenko, N. A. Tolstik, A. A. Lutich, A. A. Onushchenko, K. V. Yumashev, Physica E 53, 63 (2013);
   Crossref
6. R. Zhou, X. Lub, Q. Yang, P. Wu, Chin. Chem. Lett. 30, 1843 (2019);
   Crossref
7. Al. L.  Efros et al., Phys. Rev. B 54, 4843 (1996);
   Crossref
8. A. Yu.  Maslov, O. V. Proshina, Semiconductors 39, 1076 (2005);
   Crossref
9. A. Bagga, P. K. Chattopadhyay, S. Ghosh, Phys. Rev. B 74, 035341 (2006);
   Crossref
10. V. I. Boichuk, I. V. Bilynskyi, I. O. Shakleina, I. Kogoutiouk, Physica E 43, 161 (2010);
    Crossref
11. W. Sukkabot, Superlattices 105, 65 (2017);
    Crossref
12. N. N. Ledentsov et al., Semiconductors 32, 343 (1998);
    Crossref
13. M. Grundmann, N. N. Ledentsov, O. Stier, D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 68, 979 (1995);
    Crossref
14. O. O. Dan'kiv, R. M. Peleshchak, Techn. Phys. Lett. 31, 691 (2005);
    Crossref
15. B. V. Novikov et al., Semiconductors 42, 1076 (2008);
    Crossref
16. R. Ya. Leshko, I. V. Bilynskyi, Physica E 115, 113703 (2020);
    Crossref
17. V. I. Boichuk, R. Yu. Kubai, Phys. Solid State 43, 235 (2001);
    Crossref
18. L. D. Landau, E. M. Lifshits, Theory of Elasticity (Pergamon, New York, 1959).
19. Yu. A. Thorik, L. S. Khazan, Plastic Deformation and Mismatch Dislocations in Heteroepitaxial Systems (Naukova Dumka, Kyiv, 1983).
20. J. M. Luttinger, W. Kohn, Phys. Rev. 97, 869 (1955);
    Crossref
21. J. M. Luttinger, Phys. Rev. 102, 1030 (1956);
    Crossref
22. A. Baldereshi, N. O. Lipari, Phys. Rev. B 8, 2697 (1973);
    Crossref
23. E. Menéndez-Proupin, C. Trallero-Giner, Phys. Rev. B 69, 125336 (2003);
    Crossref
24. R. Ya. Leshko, I. V. Bilynskyi, Physica E 110, 10 (2019);
    Crossref
25. E. P. Pokatilov, V. A. Fonoberov, Phys. Rev. B 64, 245328 (2001);
    Crossref
26. V. I. Boichuk, I. V. Bilynskyi, R. Ya. Leshko, Condens. Matter Phys. 11, 653 (2008);
    Crossref
27. V. I. Boichuk, R. Yu. Kubay, H. M. Hodovanets, I. S. Shevchuk, J. Phys. Stud. 10, 220 (2006);
    Crossref