二维非极性晶体中声学激子的性质

本文研究了二维非极性晶体中通过形变势与声学声子强、弱耦合激子的性质,采用线性组合算符和简单的么正变换,得到了强、弱耦合情形的非极性晶体中表面激子的有效哈密顿量、激子的自陷能和电子—空穴通过形变势与声子作用诱生的作用势表示为电子(空穴)一声子耦合参量α_1(α_2)的降幂级数,其首项为α_1(α_2)的一次方。     

表面激子在磁场中的性质

本文采用微扰的方法讨论了极性晶体表面的激子在磁场中的性质。在忽略激子于反冲效应中发射的不同波矢的虚声子之间的相互作用的近似下,导出了表面激子的自陷能、电子-空穴间的有效作用势、重整化质量以及激子-声子-磁场三者之间的耦合能。我们发现表面激子的自陷能与晶体的电子-空穴质量比有关,但是对于任意的电子-空穴质量比,表面激子都是自陷的。我们还发现:由于表面声子对表面激子运动的影响,使得表面激子在磁场中的抗磁性能移有所减弱。并就磁场不存在时,和其它理论进行了比较,结果表明:我们的工作改进了其它理论。     

量子阱中的双极化子

在同时考虑电子与ＬＯ声子及ＩＯ声子相互作用的情况下,用ＬＬＰ正则变换的方法研究了半导体量子阱中双极化子的性质．给出了由于电子－ＬＯ声子及电子－ＳＯ声子相互作用而产生的诱生势,并且以ＧａＡｓ／Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ为例进行了数值计算．通过计算可得出如下结论：（１）双极化子的诱生势可以分为两部分,其中一部分仅与一个电子的坐标ｚ１（ｚ２）有关,另一部分则不仅与两个电子的坐标ｚ１和ｚ２都有关,还与两个电子间的相对距离ρ有关;（２）诱生势ＶＩＬ（ρ）和ＶＩ,σ（ρ）的绝对值随着双极化子中两个电子间相对距离ρ的增加而减小;（３）由于电子与ＩＯ声子相互作用而产生的诱生势ＶＩ,σ（ρ）的绝对值随量子阱宽度Ｎ的增加而减小．本文方法适用于弱耦合和中耦合两种情况     

晶格振动对激子运动的影响

在本文中用Haga研究极化子时提出的微扰法讨论晶格振动对激子运动的影响。把作者过去的工作推广到电子和空穴质量不相等的普遍情形,在忽略反冲效应中不同波矢的声子之间的相互作用时,导出了激子的基态能量、有效质量、约化质量和内部势能。指出:激子的有效质量和电子、空穴与声子的相互作用有关;激子的约化质量不仅和电子、空穴与声子的相互作用有关,而且还和电子、空穴质量比有关;激子形成自陷态的条件并非由电子、空穴与声子相互作用的大小,而是由电子、空穴质量比决定,形成激子自陷的条件是电子、空穴质量比0.261<μ_e/μ_k<3.83。在μ_e/μ_k<0.261或μ_e/μ_k<3.83的情形,激子在极化晶体中并不形成自陷态。     

二维晶体中的声激子

本文采用Huybrechts研究极化子提出的线性组合算符方法,讨论了晶体中表面激子和表面声学声子的相互作用,导出了强、弱耦合下表面激子的有效哈密顿量。发现自陷能与电子和空穴的质量比和瑞利波速有关。     

二维晶体中的声激子

本文采用Huybrechts研究极化子提出的线性组合算符方法,讨论了晶体中表面激子和表面声学声子的相互作用,导出了强、弱耦合下表面激子的有效哈密顿量。发现自陷能与电子和空穴的质量比和瑞利波速有关。     

激子与声子色散

通常研究激子时,将光学声子的频率视为常数,本文计及光学声子的能量随波矢的变化,导出了激子的有效哈密顿。发现激子的有效质量、自陷能以及电子—空穴有效作用势都与声子的色散有关、随着色散的增强,激子的有效质量增大,自陷的临界质量比范围变小,电子—空穴有效作用势的屏蔽半径变短。     

激子理论

本文综述了我们近年来在激子理论方面的部分工作。第二节中从Frohlich激子一声子系哈密顿出发,用Haga研究极化子时提出的微扰法导出了激子的基态能量、有效质量以及内部势能;对激子的自陷条件、Wannier激子的稳定性等问题进行了分析,对于大激子和小激子两种极限情形,导出了能量和波函数的解析式;对于激子半径与屏蔽长度相近的中间情形,计算了激子的结合能,与实验值作了比较,较之他人的结果有了很大的改进。第三节中计及离子晶体的原子结构,用紧束缚法导出了Frenkel激子的自陷能和有效质量,导出了有效质量与温度的关系,计算了小激子的自陷能并与第二节所得的结果作了比较。第四节中对压电晶体,考虑声学声子与电子、空穴的作用,异出了激子的有效哈密顿,对压电激子的自陷能、有效质量以及电子空穴有效作用势作了讨论。第五节中讨论极性晶体中的表面激子,计及表面光学声子与电子—空穴的作用,导出了极性晶体中理想表面激子的有效哈密顿,对表面激子的自陷条件、电子—空穴有效作用势作了分析,并和体激子作了比较。     

声子之间相互作用对磁场中晶体性质影响的研究进展

综述了近年来对电子在反冲效应中发射和吸收不同波矢的声子之间相互作用对磁场中晶体性质的影响方面的部分工作,在第一节中从磁场中电子一表面光学声子和电子一体纵光学声子系的哈密顿量出发,用线性组合算符和微扰法研究声子之间相互作用对弱耦合磁极化子的基态能量、自陷能和有效质量的影响,在第二节中研究了声子之间相互作用对与表面光学声子和体纵光学声子弱耦合的表面磁极化子的诱生势和有效质量的影响在第三节中研究了相应的声子之间相互作用对与表面光学声子耦合强,与体纵光学声子耦合弱的表面磁极化子的振动频率、诱生势和有效质量的影响,在第四节中研究了声子之间相互作用对与表面光学声子耦合强,与表面声学声子耦合弱的极性半导体中通过形变势的表面磁极化子的诱生势和有效质量的影响.     

极性半导体窄量子阱中的激子结合能

计及电子－声子相互作用计算了极性－极性半导体量子阱中激子的结合能．考虑空穴带质量的各向异性,利用变分法计算了在量子阱中与电子和空穴相耦合的两支体纵光学声子模和四支界面光学声子模对激子结合能的贡献．给出并讨论了一些系统的数值结果．结果表明体声子和界面声子对激子的结合能起着重要的作用,结合能的声子效应对电子和空穴的质量比是敏感的．讨论了计算的适用范围     

量子点限制对束缚激子基态能和结合能的影响

用变分法计算了ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ材料中束缚激子的基态能和结合能，并对计算结果进行了讨论，得出当量子半径取适当数值时人们有可能在更高温度下观测到量子点中的激子的结论。     

Ⅲ族氮化物量子点中类氢施主杂质位置对束缚激子结合能的影响

在有效质量近似下，运用变分方法，考虑内建电场效应和量子点（QD）的三维约束效应的情况下，研究了类氢施主杂质在量子点中的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子结合能的影响。结果表明：当类氢施主杂质位于量子点中心时，对于InxGa1-xN／GaN量子点，量子点高度和In含量存在临界值，当参数大于临界值时，约束在QD中束缚激子的结合能升高，激子态的稳定性增强，提高了激子的离解温度，使人们能在较高的温度条件下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰。而类氢施主杂质总是使束缚在GaN／AlxGa1-xN量子点中激子的结合能升高，载流子被更强的约束在量子点中。说明对GaN／AlxGa1-xN量子点，杂质使人们能在更高温度下观察到量子点中的激子。类氢施主杂质位于量子点上界面时，束缚激子的结合能最大，系统最稳定；随着施主杂质下移，激子结合能减小，激子的离解温度下降。     

准一维化合物[Pt(en)2][PtCl2(en)2](ClO4)4的开链稳定性及激子态研究

在Baeriswyl Bishop模型框架内,运用自洽变分数值计算方法,选取适当的开链参数,获得了准一维化合物[Pt(en)2][PtCl2(en)2](ClO4)4在开链情形下的基态解.在此基础上进一步研究了有限长[Pt(en)2][PtCl2(en)2](ClO4)4化合物链上的激子态.结果发现,基态晶格位形和电子能级结构均与周期边界条件下的解相当,端点无塌缩,能隙中不出现缺陷能级;激子的光吸收峰位于1 55eV附近,与最新实验数据吻合得很好.     

III族氮化物量子点中类氢施主杂质位置对束缚激子结合能的影响

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,研究了类氢施主杂质在量子点中的位置对III族氮化物量子点中束缚激子结合能的影响。结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心时,对于InxGa1-xN/GaN量子点,量子点高度和In含量存在临界值,当参数大于临界值时,约束在QD中束缚激子的结合能升高,激子态的稳定性增强,提高了激子的离解温度,使人们能在较高的温度条件下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰。而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/A lxGa1-xN量子点中激子的结合能升高,载流子被更强的约束在量子点中。说明对GaN/A lxGa1-xN量子点,杂质使人们能在更高温度下观察到量子点中的激子。类氢施主杂质位于量子点上界面时,束缚激子的结合能最大,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子结合能减小,激子的离解温度下降。     

量子阱中屏蔽激子的束缚能

用变分法计算了鼻子阱中屏蔽激子的束缚能．屏蔽效应是用有限厚度介质中电子气的介电函数描述的．     

表面激子极化激元的定域化

在存在着随机粗糙和空间色散时，利用了一个数字模型研究表面激子极化激元的定域化．发现定域化出现在表面激子极化激元的最大频率附近，在广延态上的衰减长度大于定域态上的衰减长度，表面激子极化激元的定域化是受到粗糙表面散射波的毁灭性干涉所引起的．     

厚度为d的薄膜中激子及其边界极化对其能级的影响

研究了在厚度为d的薄膜中的激子能级和由于边界极化效应对激子能级的影响；这种影响归结为电子和空穴的镜像电荷对电子与空穴的相互作用．结果发现，这种相互作用对激子的能级有所降低以及对有机薄膜和无机薄膜（它们的介电常数不同）的材料，这种相互作用对激子能级的影响大不相同．     

聚合物中光致载流子的有效途径－激子解离

基于紧束缚SSH模型,本文讨论了激子的两种光跃迁,进一步提出了聚合物分子中光致载流子的有效途径-激子解离.我们发现:激子的高能跃迁使激子直接解离为自由的荷电载流子,从而参与聚合物分子中的光电流;低能跃迁形成的激子激发态的解离是强电场相关的,只有在强场下低能跃迁使激子解离为自由的荷电载流子.     

正弦色散对一维声学激子能量的影响

采用顾世洧处理体内激子方法，把Ｗｉｌｓｏｎ提出的一维极化子哈密顿量推广到一维激子，并考虑了声子的色散效应，运用微扰法计算正弦色散时一维声学激子基态能，与无色散时一维声学激子，极化子做了比较。     

受磁场作用的量子阱激子

本文试用两种方法计算ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ复合量子阱中激子结合能增量与磁场的关系，计算结果与实验相符。