磁场下有限厚势垒GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中杂质态结合能

利用变分法讨论势垒厚度对GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中杂质态结合能的作用以及垂直于界面方向磁场的影响,分别给出结合能随阱宽、垒厚、杂质位置和磁场强度的变化关系,并与无限深势阱量子阱和无限厚势垒量子阱两种情形的结果进行了比较.结果表明,在小阱宽下,有限高势垒时的结合能明显小于无限高势垒情形,有限厚势垒时的结合能大于无限厚势垒情形.随着阱宽增加,三种情形下结合能的差异逐渐减小.磁场的约束显著地影响着杂质态结合能,其值随着外磁场的增大而单调增加.在以后的工作中,应考虑本文对势垒的修正.     

有限厚势垒量子阱中杂质态结合能

利用变分法对有限厚势垒GaAs/AlxGa1-xAs量子阱结构中杂质态结合能进行数值计算,给出杂质态结合能随阱宽、垒厚和杂质位置的变化关系,且与无限厚势垒情形进行比较.结果表明,有限厚势垒杂质态结合能明显小于无限厚势垒情形.同时,在中间阱宽时,这两种情形的杂质态结合能差别最大,在宽阱时,差别最小.此外,还考虑电子有效质量、材料介电常数及禁带宽度随流体静压力变化对杂质态结合能的影响.     

GaAs/Al_xGa_(1-x)As非对称耦合双量子阱中的激子态

考虑三元混晶效应,采用变分法计算GaAs/AlxGa1-xAs非对称耦合双量子阱中激子的结合能及其尺寸和压力效应.结果表明:由于双阱的耦合作用,激子结合能表现出与对称情形显著不同的性质,随着阱宽的非对称变化,激子类型可在直接型和间接型之间相互转化.在中间垒厚取较小的固定值时,结合能随左阱宽的增加先减小到一极小值,后增大再减小;随着中间垒厚的增加,结合能最初展现微弱震荡变化,然后突然减小.结合能随Al组分和压力影响均受双阱的耦合和对称性影响较大.     

GaAs/AlxGa1-xAs对称耦合双量子阱中激子结合能的压力效应

考虑三元混晶效应,采用变分法讨论GaAs/AlxGa1-xAs对称耦合双量子阱中激子结合能的压力效应,并计算激子结合能随阱宽和中间垒宽的变化关系以及Al组分的影响.结果表明,激子结合能随阱宽的增加先增加至极大,随后减小;随垒宽则先减小到极小,随后增加.结合能随压力则近线性增加,且当阱宽较宽时,Al组分对结合能的影响不明显.     

有限宽势垒AlxGa1-xAs/GaAs三角势量子阱中施主结合能及其压力效应

对有限宽势垒Alx Ga1-xAs/GaAs量子阱系统,引入三角势近似势阱能带弯曲,利用变分法讨论施主杂质态结合能.给出结合能随阱宽、杂质位置和铝组分变化关系,并与方阱情形对比.结果显示:三角势近似下结合能明显小于方阱情形,且两者的差别随阱宽和铝组分(势垒高度)而增加,随势垒厚度增加而减少,但阱内杂质位置的变化对其影响不甚敏感.进而,考虑电子有效质量、材料介电常数及禁带宽度随流体静压力的变化,所得结果显示,结合能之差在压力作用下明显增大.     

压力下应变纤锌矿有限厚势垒异质结中杂质态的结合能

对应变AlxGa1-xN/GaN单异质结构,考虑理想界面异质结有限厚势垒,引入简化相干势近似计入三元混晶效应,利用变分法对流体静压力下体系中杂质态的结合能作了数值计算,并讨论了不同垒厚、杂质位置及组分对结合能的影响,且与无限厚势垒情形作了比较.结果表明:当垒厚、组分较小且沟道层中杂质位置靠近界面时,有限厚势垒杂质态的结合能明显大于无限厚势垒情形.     

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.     

纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子能量

利用改进的LLP变分法计算了纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子的基态能量和结合能,并对闪锌矿GaN/AlN量子阱和纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量和结合能进行了对比.结果表明:纤锌矿GaN/AlN无限量子阱材料中激子基态能量和结合能随着量子阱宽度增大而降低,当阱宽较小时急剧下降,阱宽较大时缓慢下降,最后趋近GaN体材料的三维值;考虑极化子效应时激子的基态能量和结合能明显低于裸激子的基态能量和结合能,电子-声子相互作用对激子能量的贡献较大;纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子基态能量小于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量,纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能大于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能,且随着阱宽的增大,两种阱中基态能量和结合能的差距越来越小.     

应变闪锌矿(001)取向GaN/AlGaN量子阱中受屏蔽激子的压力效应

采用变分法与自洽计算相结合的方法讨论了在电子-空穴气体屏蔽影响下应变闪锌矿(001)取向GaN/AlxGa1-xN量子阱中激子结合能的压力效应.结果表明,若考虑压力对双轴及单轴应变的调制以及禁带宽度、有效质量和介电常数等参数的影响,激子结合能随压力的增大近似线性增加.此外,由简化相干近似法讨论了垒材料AlxGa1-xN中铝组分对激子结合能的影响.结果表明,在固定的压力下当铝组分增加时激子结合能会逐渐增加;且压力较大时结合能随组分的增加更加显著.     

Ⅱ型量子阱In_(1-x)Ga_xAs/GaSb_(1-y)As_y中激子的结合能

该文提出ρ和Z相耦合的试探波函数,采用变分法计算了Ⅱ型量子阱In_(1-x)Ga_xAs/GaSb_(1-y)As_y中激子的结合能。发现随合金组分(x,y)的增加结合能增加,随阱宽b的减小,结合能单调上升。当阱宽b在10 nm附近时,材料由半导体转变为半金属。此外,还与Ⅰ型量子阱GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs中激子结合能作了比较。     

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。     

GaAs/Al_xGa_(1-x)As和In_(1-x)Ga_xAs/GaSb_(1-y)As_y量子阱中激子的结合能

计算了GaAs/Al_xGa_(1-x)As和In_(1-x)Ga_xAs/GaSb_(1-y)As_y量子阱中激子的结合能,得到了结合能随阱宽和阱深的变化。结果表明,在这两类量子阱结构中激子结合能的变化规律有本质的不同。     

量子阱中束缚极化子基态结合能

用变分法研究量子阱中定域体声子和界面声子对束缚极化子基态能量和结合能的影响，给出了束缚极化子基态结合能随阱宽变化的数值结果．研究发现，当阱宽比较小时，界面声子对结合能的贡献较大，而阱宽较大时，体声子对结合能的贡献较大．总的结合能随阱宽的增大而减小．     

非对称耦合双量子阱中的激子态及结合能

本文在有效质量近似下,利用变分法计算了Al_xGa_(1-x)As/Ga As/Al_xGa_(1-x)As/Ga As/Al_xGa_(1-x)As非对称耦合双量子阱系统中重/轻空穴激子态的结合能,研究了重/轻空穴激子态的结合能随右阱宽的变化关系;计算了在重/轻空穴激子态下电子与重/轻空穴沿z方向的平均距离及在垂直于z轴的平面内的平均距离,研究了它们随右阱宽的变化关系;计算了给定激子态下电子与重/轻空穴在空间各区域的分布几率,研究了空间各区域分布几率随右阱宽变化的关系.计算中考虑了电子与重/轻空穴在势阱与势垒中具有不同的有效质量,计算结果合理,令人信服.     

GaAs/G_(a1-x)Al_xAs量子阱中激子的结合能

提出ρ和(Ze—Z_h)耦合试探波函数,计算了 GaAs/Ga_(I-x)Al_xAs量子阱中基态激子的结合能随阱宽和阱深的变化关系,并对所得结果进行了讨论。     

双量子阱能态结构研究

把共聚物简化为两个有限深量子阱———双量子阱模型 .着重研究了双量子阱中阱深、阱宽及势垒宽度对其能态结构的影响 ,从而对共聚物的合成等研究具有重要的指导意义 .     

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.     

纤锌矿GaN/AlN量子阱中束缚极化子能量

采用改进的Lee-Low-Pines(LLP)变分方法,处理纤锌矿GaN/AlN量子阱材料中电子与受限长波光学声子的相互作用,给出束缚极化子基态能量和结合能随量子阱宽度L的变化关系.在数值计算中考虑了纤锌矿GaN和AlN构成的方量子阱材料中长波光学声子模的各向异性.结果表明,束缚极化子基态能量和结合能随阱宽L的增大而减小,阱宽较小时减小的速度比较快,阱宽较大时减小的速度比较慢,最后缓慢地接近GaN体材料中的三维值.纤锌矿GaN/AlN量子阱材料中电子-声子相互作用对束缚极化子能量的贡献比较大,该值远大于闪锌矿GaAs/AlAs量子阱材料中的相应值.作为对比,给出闪锌矿GaN/AlN量子阱材料中束缚极化子基态能量和结合能随阱宽的变化关系.     

介电量子阱中激子的Stark效应

在考虑像势影响的情况下，利用变分的方法计算了垂直电场下无限深介电势阱中激子的结合能，得到了像势对激子结合能的修正随阱宽、电场强度以及阱垒介电函数之比的变化曲线，我们发现：考虑像势影响对激子结合能及其Ｓｔａｒｋ效应的修正是很有意义的，而且自像势和互像势对Ｓｔａｒｋ效应的影响是相反的。     

Al含量对闪锌矿GaN/AlxGa1-xN量子点光学性质的影响

利用有效质量近似和变分原理,考虑量子点的3维约束效应,研究了圆柱形闪锌矿GaN/AlxGa1-xN量子点的光学特性随势垒层Al含量的变化关系问题。结果表明,势垒层Al含量对量子点的发光波长、振子强度和激子结合能有重要的影响,激子效应对量子点发光波长的影响很大。