Tunnelling control by a magnetic field in the system of two concentric quantum rings

Authors

  • A.A. Bryzgalov
  • F.I. Karmanov

Keywords:

eigenvalue problem
asymmetric double-well potential
nonstationary Schroedinger equation
alternating magnetic field
electron tunnelling
concentric quantum rings
control of the wave packet position

Abstract

The operation of a quantum device consisting of two concentric rings and controlling by an alternating magnetic field is demonstrated using a double-well potential model. The electron tunnelling between the rings is modelled by the method of splitting into physical processes. This method uses the previously calculated eigenvalues and eigenfunctions for various values of the magnetic field strength. The number of basis functions for the splitting method is evaluated for some different modelling cases.

New computational technologies

Downloads

Published

2011-05-30

Issue

Vol. 12 (2011): Issue 2.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

A.A. Bryzgalov

MEPhI Obninsk Institute For Nuclear Power Engineering (OINPE)
• PhD Student

F.I. Karmanov

MEPhI Obninsk Institute For Nuclear Power Engineering (OINPE)
• Associate Professor

References

  1. Razavy M. Quantum theory of tunneling. Singapore: World Scientific, 2003.
  2. Гольданский В.И., Трахтенберг Л.И., Флеров В.Н. Туннельные явления в химической физике. М.: Наука, 1986.
  3. Kuroda T., Mano T., Ochiai T., Sanguinetti S., Sakoda K., Kido G., Koguchi N. Optical transitions in quantum ring complexes // Phys. Rev. B. 2005. 72. 205-301.
  4. Mano T., Kuroda T., Sanguinetti S., Ochiai T., Tateno T., Kim J., Noda T., Kawabe M., Sakoda K., Kido G., Koguchi N. Self-assembly of concentric quantum double rings // Nano Letters. 2005. 5, N 3. 425-428.
  5. Sanguinetti S., Abbarchi M., Vinattieri A., Zamfirescu M., Gurioli M., Mano T., Kuroda T., Koguchi N. Carrier dynamics in individual concentric quantum rings: photoluminescence measurements // Phys. Rev. B. 2008. 77. 125-404.
  6. Волкова E.A., Попов А.М., Рахимов А.Т. Квантовая механика на персональном компьютере. М.: Едиториал, 1995.
  7. Ковеня В.М., Яненко Н.Н. Метод расщепления в задачах газовой динамики. Новосибирск: Наука, 1981.
  8. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. 3. Квантовая механика. М.: Наука, 1989.
  9. Брызгалов А.А., Карманов Ф.И. Метод расщепления по физическим факторам в задаче о временной динамике волновых функций электронов двумерного квантового кольца // Матем. моделирование. 2010. 22, N 6. 15-26.
  10. Брызгалов А.А., Карманов Ф.И. Двумерное квантовое кольцо: влияние магнитного поля на временную динамику волновых функций электронов // Изв. вузов. Физика. 2010. 53, N 3/2. 31-36.
  11. Горбацевич А.А., Капаев В.В., Копаев Ю.В. Управляемая эволюция электронных состояний в наноструктурах // Журн. экспер. и теор. физ. 1995. 7, N 4. 1320-1349.
  12. Avishai Y., Hatsugai Y., Kohomoto M. Persistent currents and edge states in magnetic fields // Phys. Rev. B. 1993. 47. 9501-9512.
  13. Tan W-C., Inkson J.C. Electron states in two-dimentional ring - an exactly soluble model // Semicond. Sci. Technol. 1996. 11. 1635-1641.
  14. Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. М.: Наука, 1979.
  15. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1980.
  16. Айдагулов Г.Р. Метод подвижной сетки для решения нестационарного уравнения Шредингера // Вычислительные методы и программирование. 2004. 5, N 1. 22-34.
  17. Штыгашев А.А. Распад стационарного состояния в решетке дельта-барьеров // Матем. моделирование. 2009. 21, N 5. 67-76.