氮化物半导体量子点核-壳结构杂质态的结合能

在连续介电模型和有效质量近似下,采用变分法从理论上研究了GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点核-壳结构中杂质态结合能,计算了该结构中杂质态结合能随量子点核-壳结构核尺寸、壳尺寸、Al组分以及杂质位置的变化关系.结果表明:杂质态结合能随着量子点半径(核和壳尺寸)的增加单调减小;当杂质位置到量子点中心距离d增加时,杂质态结合能呈现先增大后减小的趋势,出现一极大值;杂质态结合能随Al组分的变化受杂质位置影响较大,呈现不同的变化趋势,且变化比较明显.     

电子有效质量随位置变化对半导体量子点杂质态结合能的影响

在连续介电模型和有效质量近似下,考虑电子有效质量随位置的变化,利用变分法从理论上研究了半导体有限高势垒球形量子点中杂质态的结合能.数值计算了AlxGa1-xAs/GaAs球形量子点杂质态基态结合能随量子点尺寸和垒材料Al组分的变化关系,讨论了有效质量随位置变化对基态结合能的影响,并与不考虑有效质量随位置变化做了比较.结果表明:当量子点半径较小时,电子有效质量随位置的变化增加了杂质态基态结合能,随量子点半径增大,杂质态基态结合能的增加幅度变小;量子点半径较大时,电子有效质量随位置变化降低了杂质态基态结合能.随着Al组分增大,杂质态基态结合能单调递增.     

外磁场下电子-声子相互作用对球形量子点杂质态的影响

在有效质量近似下,采用变分法研究了外磁场下球形量子点中的施主杂质基态结合能随量子点半径和磁感应强度的变化关系.考虑电子与体纵光学声子和表面光学声子相互作用,计算了施主杂质态结合能随杂质位置和量子点半径的变化.数值结果表明,结合能随量子点尺寸减小和外加磁感应强度的增强单调增加,且基态结合能明显依赖于杂质位置和电子-声子相互作用.     

椭球形反转核/壳量子点中杂质态的结合能及光致电离截面

利用变分理论和有效质量近似,研究了核为势垒、壳为势阱的椭球形反转核/壳量子点中杂质态结合能及光致电离截面随体系尺寸、椭球率以及杂质位置的变化关系。数值计算结果表明：量子点尺寸和形状对结合能及光致电离截面有着重要的影响,且结合能随量子点尺寸和杂质位置变化呈非单调变化,当壳厚度较小时椭球率的影响明显,且随着椭球率的增大结合能增加;光致电离截面的峰值强度在不同杂质位置、不同椭球率下均随着核尺寸增加而增大,并伴随着峰值位置出现红移或蓝移现象。     

InGaN/GaN多层球形核壳结构量子点中类氢杂质态的结合能

在有效质量近似下,采用有限差分法研究了InGaN/GaN/InGaN/GaN球形核壳量子点中类氢杂质基态和激发态的结合能,数值计算了杂质态结合能随量子点核半径、壳层厚度和阱宽的变化关系。结果表明,核半径和阱宽对杂质态结合能的影响显著,随着核半径的增加,结合能先减小后增大,而后递减且逐渐趋于单量子点的结合能;而随着阱宽的增加,基态和激发态的结合能均单调减小,最后趋于同一定值。同时发现,壳层厚度达到一定值后,结合能不再发生变化。     

应变GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中杂质态的结合能

在有效质量近似下,利用变分原理研究了有限高应变GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中杂质态的结合能,计算了结合能随量子点高度、半径和杂质位置的变化,讨论了应变对结合能的影响.数值计算表明,杂质态结合能随量子点半径的增大而减小,随量子点高度的增加将先增大到一极大值然后减小.当杂质位置在量子点中心时杂质态的结合能最大,且Al组分的增加使杂质态的结合能增大.研究还指出内建电场使得杂质态的结合能明显降低.     

半导体异质结中施主结合能的磁场效应

对单异质结界面系统，引入有限高势垒与考虑导带弯曲的真实势，利用变分法讨论磁场对界面附近束缚于施主杂质的单电子基态能量的影响，对磁场中的A1xGax-xAs／GaAs异质结系统的杂质态结合能作了数值计算，给出结合能随Al组合分、电子面密度和杂质位置的变化关系，结果表明：杂质态结合能随磁场强度的增大而显著增大。     

闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中激子态及带间光跃迁

基于有效质量近似,运用变分方法研究闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中的激子态及带间光跃迁随闪锌矿GaN/AlGaN量子阱结构参数的变化关系,考虑电子与空穴在其量子阱中的有限势效应.数值计算结果显示出当量子阱的尺寸增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能降低,而当闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中垒层材料AlGaN中Al含量增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能增加.     

Ⅲ族氮化物量子点中类氢杂质态结合能

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场（BEF）效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN／Al,Ga1-xN,InxGa1-xN／CaN柱形量子点中类氢杂质态结合能随量子点的结构参数（量子点高度L和量子点半径尺）、Al或In含量和类氢杂质位置的变化规律,并计算了考虑量子点内外电子有效质量不同后对杂质态结合能的修正．结果表明：类氢杂质位于量子点中心时,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加先增大后减小,存在最大值．对GaN／Al;Ga1-xN量子点,随着Al含量的增加,杂质态结合能增大;杂质从量子点下界面沿z轴上移至上界面过程中,结合能存在最大值．对InxGa1-xN／GaN量子点,随着In含量的增加,结合能先缓慢增大后缓慢减小,存在最大值;杂质从量子点下界面沿z轴移至上界面过程中,杂质态结合能增大．量子点内外电子有效质量的失配使杂质态结合能增大。     

导带弯曲对有限深GaN/Ga1-xAlxN球形量子点中杂质态的影响及其压力效应（英文）

用三角势近似界面导带弯曲,采用变分理论研究了流体静压力影响下有限高势垒GaN/Ga1-xAlxN球形量子点中杂质态的结合能,计算中考虑了电子有效质量,电子面密度,介电常数以及禁带宽度随流体静压力的变化.数值计算结果表明,随着电子面密度的增加,杂质态结合能降低,当电子面密度较大时,随着量子点尺寸的增大,结合能最终趋于一个相同的值.同时发现随着压力的增加,在0到10GPa范围内,施主杂质态的结合能随压力变化呈线性增加的趋势,此变化趋势对于小量子点更显著.另外,随着铝组分的增加结合能相应的增加,此变化趋势对于铝组分低的情况更显著.结果表明导带弯曲效应对结合能的贡献是不能忽略的.     

GaN球形量子点中类氢杂质态的二次斯塔克效应

在有效质量近似下,利用微扰-变分法研究了GaN球形量子点中类氢杂质态的二次斯塔克效应.计算了杂质态结合能随量子点半径和外加电场强度的变化关系.数值结果表明,随量子点尺寸和外加电场强度的增加,基态能和结合能均单调降低.此外,随着量子点半径的增大,斯塔克效应变得越来越明显.结果还表明在同一外电场下,球形量子点中杂质态的斯塔克能移较无杂质时导带电子的斯塔克能移小.     

类氢杂质对InxGa1-xN/GaN和GaN/AlxGa1-xN量子点中束缚激子态的影响

在考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,运用变分方法研究了类氢施主杂质的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子态的影响.结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心,InxGa1-xN/GaN量子点的高度和In含量大于临界值时,约束在QD中激子的基态能降低,激子态的稳定性增强,在较高的温度下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰,发光波长增大.而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/AlxGa1-xN量子点中激子的基态能降低,杂质可能使在更高温度下观察到GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子,发光波长增大.研究发现类氢施主杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子基态能增加,激子的解离温度下降,发光波长减小.     

InxGa1-xN/ZnSnN2应变核壳球形量子点中杂质态的结合能及光致电离截面

在有效质量近似下,研究了应变核壳球形量子点中杂质态结合能及光致电离截面随核半径、壳半径以及不同杂质位置的变化关系,并与不考虑应变时的结果作了比较。数值计算结果表明：杂质位置d=R₁时杂质态结合能随核半径增大呈先减小后增大的趋势,随壳半径增大单调递减;杂质位置d=（R₁+R₂）/2、R₂时,杂质态结合能随核半径增大单调递增,但随壳半径增大而单调递减;光致电离截面的峰值强度在不同杂质位置下均随着核半径增加而增大,并伴随着峰值位置出现红移或蓝移现象。此外,应变效应对结合能及光致电离截面的影响显著,并且其影响也明显依赖于杂质位置。     

界面效应对GaN/Ga1-xAlxN量子点中杂质态的影响

在有效质量近似下采用变分法以及界面处导带弯曲用三角势近似,研究了氮化物半导体GaN/Ga1-xAlxN材料中杂质态的结合能随量子点尺寸及电子面密度的变化关系.结果表明,导带弯曲对结合能的影响不容忽视.当电子面密度较大时候,随着量子点尺寸的增大,杂质态结合能随电子面密度的增大呈线性变化,而在电子面密度较大时,结合能随着量子点半径的增加而迅速减小,且在某个尺寸附近出现极小值,然后缓慢增大.与其不同的是,对Zn1-xCdxSe/ZnSe结构,结合能则随着量子点半径的增加呈现非线性单调减小.     

磁场对Ga1-xAlxAs/GaAs异质结系统中施主结合能的影响

对半导体单异质结系统，引入三角势近似异质结势，考虑外界恒定磁场对界面附近束缚于正施主杂质的单电子基态能量的影响，利用变分法对磁场下Gal-xAlxAs／GaAs异质结系统中杂质态的结合能进行了数值计算，并讨论了结合能随杂质位置、电子面密度和Al组分的变化关系及磁场对结合能的影响。结果表明：杂质态结合能随磁场的增强而显著增大。     

类氢杂质对In_xGa_（1-x）N/GaN和GaN/Al_xGa_（1-x）N量子点中束缚激子态的影响

在考虑内建电场效应和量子点（QD）的三维约束效应的情况下,运用变分方法研究了类氢施主杂质的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子态的影响.结果表明：当类氢施主杂质位于量子点中心,InxGa1-xN/GaN量子点的高度和In含量大于临界值时,约束在QD中激子的基态能降低,激子态的稳定性增强,在较高的温度下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰,发光波长增大.而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/AlxGa1-xN量子点中激子的基态能降低,杂质可能使在更高温度下观察到GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子,发光波长增大.研究发现类氢施主杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子基态能增加,激子的解离温度下降,发光波长减小.     

激光场和温度对GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs量子阱中施主杂质态的影响

利用有效质量近似和变分原理,研究了激光场和温度对GaAs/Ga1-xAlxAs量子阱中基态施主束缚能的影响.结果显示,基态施主束缚能随着激光场的增强而减小,尤其是对于量子阱中心处的杂质,激光场的影响更明显.而且激光场对窄阱中杂质的施主束缚能有明显的影响.基态施主束缚能随着温度的增加而减小,随着Al含量的增加而增加,随着量子阱宽的增大而减小.并且随着阱宽的进一步增大,束缚能减小的趋势变慢.     

量子阱中不同支声子模对杂质态能量的影响

在量子阱材料中，同时考虑体声子和界面声子模对受主杂质态能级的影响，给出了受主杂质态基态结合能和不同支声子模对能量的贡献随阱宽变化的数值结果。结果表明，阱宽较大时，体声子模的作用比界面声子模的作用大，阱宽较小时，界面声子模的作用比体声子模的作用大，而整个电子－声子相互作用随阱宽的增大而减小。     

GaN/AlxGa1-xN量子点中类氢杂质位置对激子态的影响

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场效应和量子点（QD）的三维约束效应,研究类氢杂质对GaN/AlxGa1-xN量子点中激子态的影响.结果表明：量子点中心的类氢杂质使激子的结合能升高,基态能降低,QD系统的稳定性增强,发光波长红移.杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定.随着杂质从量子点的上界面沿着Z轴移至下界面,激子基态能增大,结合能减小,带间发光蓝移.     

GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中类氢杂质位置对激子态的影响

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应,研究类氢杂质对GaN/AlxGa1-xN量子点中激子态的影响.结果表明:量子点中心的类氢杂质使激子的结合能升高,基态能降低,QD系统的稳定性增强,发光波长红移.杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定.随着杂质从量子点的上界面沿着Z轴移至下界面,激子基态能增大,结合能减小,带间发光蓝移.