应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中子带光吸收及其压力效应

在有效质量近似下,研究了应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中基态与第一激发态波函数、能级和导带内的子带光吸收及其压力效应,数值计算了光吸收系数随量子点尺寸、组分和光照强度的变化,讨论了流体静压力对光吸收的影响.结果表明:随着量子点尺寸的减小和组分的增加子带跃迁吸收峰升高且发生蓝移;GaN/AlxGa1-xN量子点子带跃迁产生的吸收峰值会随流体静压力的减小而增加且发生红移.     

纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中电子的带间跃迁光吸收

考虑纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中内建电场的作用,运用有限差分法自洽求解导带(价带)薛定谔方程和泊松方程,得到系统中电子(空穴)的能级和波函数,进一步采用黄金费米法则求得电子带间跃迁的线性和非线性光吸收系数及折射率变化.结果显示,由于ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO双量子阱中MV/cm量级的强内建电场,系统对尺寸和组分的调节作用较为敏感.当左阱宽度较小和中间垒达到一定宽度时,双阱的耦合作用增强;在给定阱垒宽度时,势垒的内建电场均随Mg组分的增加而增加,导致导带电子和价带空穴能级差变大且电子与空穴的空间分离,吸收峰及折射率变化峰值发生蓝移且相应峰值减小;随着中间垒宽度增加,相应峰值减小且发生红移;随着右阱宽度的增大,相应峰值先增后减且发生红移.此外,入射光强度可调节光吸收系数及折射率变化,随着光强的增加,光吸收系数及折射率变化峰值减小.     

应变纤锌矿ZnSnN2/InxGa1-xN柱形量子点的光电转换效率

在有效质量近似下,通过变分法得到应变纤锌矿ZnSnN2/InxGa1-xN柱形量子点的带隙,进而利用细致平衡理论,研究了内建电场影响下柱形量子点的光电转换效率随量子点半径、高度和In组分的变化关系.结果表明:量子点的光电转换效率随着量子点半径、高度以及In组分的增加单调增加,并且内建电场会使得转换效率明显降低.     

量子点光跃迁性质的研究

针对半导体量子点中电子的光跃迁性质进行了研究 ,建立起盘形量子点模型 ,具体分析了该模型的电子结构和电子态 .讨论了光场作用下 ,量子点中电子的跃迁几率、跃迁频率、选择定则和能级结构 ,并给出了吸收系数α的解析表达式和相应的吸收曲线 .最后 ,还讨论了量子点光跃迁性质对尺寸的依赖性以及此模型的一维、二维过渡 .结果表明 ,当束缚增强 ,能级随半径变小而增高 ,能级差变大 ;而且 ,吸收峰随尺寸减小向短波方向移动 ,即发生蓝移     

导带弯曲对球形量子点光学性质的影响及压力效应

在有效质量近似下,采用三角势近似异质结界面处导带弯曲,并计及流体静压力效应,利用变分原理研究了有限高势垒GaN/AlxCa1-xN球形量子点杂质态一阶线性和三阶非线性光吸收系数随着电子面密度及流体静压力的变化关系.数值计算结果指出,随电子面密度的增加,吸收系数峰值的位置向短波方向移动(即蓝移),且一阶线性吸收峰随之增高,三阶非线性吸收峰随之降低;随压力的增加,吸收系数峰值的位置先向长波方向移动(红移),然后向短波方向移动(蓝移),且一阶线性吸收峰随之降低,三阶非线性吸收峰随之升高.结果表明,压力效应是明显的,导带弯曲效应是不可忽略的.     

Ga1-xAlxN/GaN量子点红外吸收谱

用有效质量理论对Ga1_xAlxN/GaN量子点的红外吸收谱进行研究.采用差分方法求解量子点的薛定谔方程,给出量子点的导带子带能谱.计算发现量子点的基态束缚能随Al分数x的增加而增大,随其半径的增大而减小.计算量子点的吸收系数发现,量子点的体积大小严格控制着它的光子吸收特征,量子点半径变小时,其吸收峰发生蓝移,相应吸收峰的峰值也就越大,研究结果对于设计高性能的红外光电探测器和激光器具有指导意义的.     

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.     

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.     

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。     

半导体量子点电调制吸收谱一次微分性质的理论分析

分析在电场作用下半导体量子点的介电响应函数,在弱场近似下得到半导体量子点的电调制吸收谱的一次微分性质。由于量子点的量子约束效应,半导体中的电子能带不复存在,成为一系列离散的能级;通常体材料中的电场调制机制不存在了,在电场作用下,量子点中的量子能级会随电场而改变;激子吸收峰红移,因此电场直接影响到介电函数中的激子能级,使激子能级产生与电场强度有关而与时间无关的移动。这样半导体量子点电调制吸收谱成为一     

半导体量子点中杂质结合能的理论研究

利用一维有限差分法,计算了一个圆柱形量子点中杂质基态的结合能,研究了电场、磁场和杂质位置对结合能的影响.当杂质位于量子点中心时,结合能随着电场和有效半径的增加而减小;当杂质位于过量子点中心且垂直于轴线的平面上时,结合能随杂质位置远离中心的变化呈对称变化;当杂质位于z轴上时,在电场的作用下这种对称性消失.     

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.     

关联色噪声驱动的单模激光的光强关联时间

采用线性化近似,计算了加性信号调制下色泵噪声和色量子噪声驱动的单模激光增益模型的光强关联时间,发现当两噪声间互关联程度λ〈0时,光强关联时间T随量子噪声强度D和泵噪声强度Q的变化曲线中出现极小值（即出现抑制）;当λ≥0时,光强关联时间T随量子噪声强度D和泵噪声强度Q的增加而单调增加．同时还分析了参数r,γ,Ω对’T-D和T-Q曲线的影响,发现当λ〈0时,随着噪声关联时间τ的增大,T-D和T-Q曲线的极小值升高,极小值位置基本不变;随着信号频率Ω的增大,T-D和T-Q曲线的极小值略有增加,极小值位置基本不变;随着衰减系数γ的增大,T-D和T-Q曲线的极小值略有下降,极小值位置基本不变．     

半导体量子点非本征吸收区的三阶极化率

通过变分法计算了量子点激子基态能量和偶极跃迁振子强度,分析了半导体量子点在非本征吸收区的三阶极化率.量子点中激子的基态能量随量子点半径的增大而单调减小,这是量子尺寸效应的反映;量子点中由基态到激子基态的跃迁振子强度,随量子点半径的增大而单调增大;在弱受限量子点情况下,三阶极化率的实部和虚部都是负的,对应于非线性光学自散焦效应,其绝对值随入射光频率的增加而增加,且随量子点半径的增大而增大.     

温度和掺杂浓度对delta掺杂GaAs量子阱电子态结构和子带间光学吸收的影响

在有效质量近似下,通过自洽计算求解薛定谔方程和泊松方程,得到了温度不为零时Siδ掺杂的Ga As量子阱系统的电子态结构.研究了温度和掺杂浓度对系统子带能量、费米能级、电子密度分布和子带间光学吸收系数的影响.发现在一定的掺杂浓度下,费米能级会随着温度的升高而降低,子带间入射光总的吸收系数随温度升高而降低;在温度一定时,费米能级和子带能级随掺杂浓度的增大而增大,子带间入射光总吸收系数随掺杂浓度增大而增大.     

电场和线度对半导体纳米管谱线强度和吸收系数的影响

建立在无限深势阱下的半导体纳米管物理模型,在偶极近似下,求出半导体纳米管的谱线吸收系数、强度和频率.以HgS为管层,CdS为内核和外壳的半导体纳米管为例,探讨了线度和电场对谱线吸收系数和强度以及频率的影响,结果表明：在相同线度下,不同能带不同能级间的量子跃迁发出谱线的频率和强度远大于同能带不同能级的情形,见到的谱线基本上是由不同能带不同能级跃迁时所发出;谱线的吸收系数和强度以及频率均随电场增大而增大;电场一定时,谱线的强度和吸收系数随线度增大而增大;谱线的吸收系数主要取决于电场和能级的跃迁情况,而与是否属     

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.     

InxGa1-xN/GaN应变量子点中激子的结合能

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的三维约束效应，研究了InxGa1-xN／GaN应变量子点中的激子结合能随量子点结构参数和量子点中In含量x的变化规律．结果表明，随着量子点高度L和半径R的增加，结合能降低，随着量子点中In含量的增加，激子的结合能增大．对给定体积的量子点，激子结合能存在一最大值，此时电子、空穴被最有效的约束在量子点内．对不同体积的量子点，最大值的位置在量子点高度L=1．7nm附近取得.     

掺杂浓度和温度对δ掺杂的Al_xGa_(1-x)As/GaAs双量子阱系统电子态结构和子带间光学吸收系数的影响

在有效质量近似下,通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了在温度不为零时δ掺杂的AlxGa1-x As/Ga As双量子阱系统的电子态结构.研究了温度和掺杂浓度对双量子阱系统子带能级、费米能量、及子带间线性光学吸收系数的影响.研究发现,系统的本征能量随温度升高或随掺杂浓度的增大而增加;费米能量随温度升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加;子带间总的吸收系数随温度的升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加.除子带间跃迁3-6,4-5随温度升高线性光学吸收系数增加外,其他各主要子带间跃迁随温度升高线性光学吸收系数而减小;各子带间线性光学吸收系数随掺杂浓度的增大而增加.