Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (3), 265–273
The Gaussian impurity effect on the electronic and magnetic properties of an electron confined in a lateral quantum dot
Ayham Shaer – Physics Department, An-Najah National University, Nablus, Palestine; ayham.shaer@najah.edu
Mohammad K. Elsaid – Physics Department, An-Najah National University, Nablus, Palestine
Corresponding author: Ayham Shaer, ayham.shaer@najah.edu
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-3-265-273
ABSTRACT The Hamiltonian of a single electron trapped in a lateral quantum dot in the influence of an acceptor Gaussian impurity has been solved using a variational wavefunction as a superposition of a product of eigenfunctions of the harmonic oscillator in x and y coordinates. The effects of Gaussian impurity parameters on the system’s spectra have been investigated as a function of the magnetic field. Furthermore, the electron probability has been displayed to investigate the impurity position effect on the energy levels. As a second step, the calculated energy spectra were utilized to compute and visualize the system’s magnetic properties in the presence of the magnetic field and impurity. The obtained energy spectra show level crossings in the presence of acceptor impurity, which causes oscillations in the magnetic susceptibility and magnetization curves, resulting in an exciting diamagnetic–paramagnetic phase transition.
KEYWORDS lateral quantum dot, magnetic properties, Gaussian impurity, diamagnetic-paramagnetic transition
FOR CITATION Shaer A., Elsaid M.K. The Gaussian impurity effect on the electronic and magnetic properties of an electron confined in a lateral quantum dot. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (3), 265–273.
[In Russian] Айхам Шаер, Мохаммад К. Эльсаид
Влияние гауссовой примеси на электронные и магнитные свойства электрона, заключенного в латеральную квантовую точку
АННОТАЦИЯ Гамильтониан одиночного электрона, захваченного в боковой квантовой точке под влиянием акцепторной гауссовской примеси, решен с использованием вариационной волновой функции как суперпозиции произведения собственных функций гармонического осциллятора в координатах x и y. Исследовано влияние гауссовских примесных параметров на спектры системы в зависимости от магнитного поля. Кроме того, вероятность электрона была показана для исследования влияния положения примеси на энергетические уровни. На втором этапе рассчитанные энергетические спектры использовались для расчета и визуализации магнитных свойств системы в присутствии магнитного поля и примеси. Полученные энергетические спектры показывают пересечение уровней в присутствии акцепторной примеси, вызывающей осцилляции кривых магнитной восприимчивости и намагничивания, что приводит к возбуждающему фазовому диамагнит-парамагнитному переходу.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА латеральная квантовая точка, магнитные свойства, гауссова примесь, диамагнитно-парамагнитный переход.
