三元混晶三层系统的表面和界面声子极化激元

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合电磁场的麦克斯韦方程和边界条件,研究了真空/极性三元混晶薄膜/极性二元半导体衬底三层系统的表面和界面声子极化激元,以AlxGa1-xAs/GaAs和ZnxCd1-xSe/ZnSe为例,获得了表面和界面声子极化激元模的色散关系以及表面和界面模的频率随混晶组分和薄膜厚度的变化关系.结果表明:与二元晶体三层系统以及三元混晶单层薄膜不同,在三元混晶三层异质结系统中存在五支表面和界面声子极化激元模,这五支表面和界面模的频率曲线位于二元晶体和三元混晶的体声子极化激元的禁带区间内,且其能量随混晶组分和薄膜厚度呈非线性变化,三元混晶的"单模"和"双模"性也在色散曲线中体现了出来.     

薄膜厚度对三元混晶四层系统的表面和界面声子极化激元的影响

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合电磁场的麦克斯韦方程和边界条件,研究了薄膜厚度对真空/极性二元晶体薄膜/极性三元混晶薄膜/半无限大极性二元半导体衬底构成的四层异质结系统的表面和界面声子极化激元的影响,以GaAs/Al0.4Ga0.6As四层异质结系统为例,获得了表面和界面声子极化激元模的频率随薄膜厚度的变化关系.结果表明:三元混晶四层异质结系统中存在七支表面和界面声子极化激元模,且当薄膜厚度发生变化时,只对位于其表面或界面处的极化激元模有影响,对其余的极化激元模几乎没有任何影响.     

三元混晶矩形量子阱线的表面和界面光学声子模

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合介电连续模型,研究了含三元混晶的矩形量子阱线的表面和界面光学声子模。以GaAs/Al_xGa_(1-x)As和Zn_xCd_(1-x)Se/ZnSe为例,获得了表面和界面光学声子模的色散关系以及表面和界面光学声子模的频率随混晶组分和量子阱线结构的变化关系。结果表明:与二元晶体量子阱线和三元混晶单量子线不同,在GaAs/Al_xGa_(1-x)As和Zn_xCd_(1-x)Se/ZnSe量子阱线中分别存在十支和八支表面和界面光学声子模,这些表面和界面光学声子模的频率曲线分别位于二元晶体和三元混晶的体纵、横光学声子之间的频率区间内,且其能量随混晶组分和量子阱线结构的变化呈非线性变化,三元混晶的"单模"和"双模"性也在色散曲线中体现了出来。     

三元混晶薄膜的导波声子极化激元

采用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似，结合麦克斯韦方程组和边界条件，研究了局域于三元混晶薄膜内部的导波声子极化激元的色散关系和电场的空间分布，以及导波模的能量随三元混晶的组分和薄膜厚度的变化关系，并分析了导波模在实验上的可观测性。数值计算结果表明：在三元混晶薄膜系统中存在三组导波声子极化激元，每一组导波声子极化激元都是由许多支离散的导波模组成的，并分别位于由真空中光子的色散曲线和三元混晶体声子极化激元的色散曲线以及三元混晶的体纵、横光学声子的频率曲线围成的三个频率区间内。随着三元混晶组分的增大，其中两组导波模的能量非线性增大，而另外一组导波模的能量则非线性减小。此外，导波模中除了有一支模的频率随薄膜厚度几乎没有变化以外，其余导波模的频率则随薄膜厚度的增加非线性减小。     

三元混晶矩形量子阱线的界面光学声子模

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合介电连续模型,研究了含三元混晶的矩形量子阱线系统的界面光学声子模.以GaAs/Al_xGa_(1-x)As和Zn_xCd_(1-x)Se/ZnSe为例,获得了界面光学声子模的色散关系以及界面光学声子模的频率随混晶组分和量子阱线结构的变化关系.结果表明:与二元晶体量子阱线系统和三元混晶单量子线不同,在三元混晶量子阱线系统中存在六支界面光学声子模,这六支界面光学声子模的频率曲线分别位于二元晶体和三元混晶的体纵、横光学声子之间的频率区间内,且其能量随混晶组分和量子阱线结构的变化而呈非线性变化,三元混晶的"单模"和"双模"性也在色散曲线中体现了出来.     

三元混晶核壳量子点中的光学声子模

采用介电连续模型和改进的无规元素等位移模型研究了含三元混晶的球形核壳量子点中的光学声子模,选取GaAs/Al_xGa_(1-x)As和ZnS/Zn1-xCdxS两种球形异质结构进行了数值计算.结果表明,含双模型三元混晶的GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子点中存在五支界面/表面光学声子模,含单模型三元混晶的ZnS/Zn1-xCdxS量子点中存在三支界面/表面光学声子模,且两种结构中的界面/表面光学声子模频率随组分x呈现明显的非线性变化,当量子数l较小(l≤7)时,声子模的频率对混晶组分x和壳层厚度的依赖性较大.     

膜厚对三元混晶双层系中声子极化激元模的影响

采用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,运用电磁场的麦克斯韦方程和边界条件,研究了薄膜厚度对由极性三元混晶组成的双层薄膜系统中的表面和界面声子极化激元的影响.以GaAs/AlxGa1-xAs双层系统为例,获得了其中表面和界面声子极化激元作为膜厚之函数的数值结果并进行了讨论.结果指出:在双层系统的六支表面和界面声子极化激元模中,当两种薄膜材料的厚度均变化时,只有三支界面声子极化激元的频率随之变化,而另外三支表面声子极化激元的频率则几乎不变.而当只有其中一种薄膜材料的厚度发生变化时,则只对其与另一种薄膜材料界面处且位于此种材料的纵横光学声子频率区间内的界面极化激元的频率有影响,而对其他的表面和界面极化激元的频率则没有太大的影响.     

多层球形核壳量子点中光学振动模的三元混晶效应

考虑三元混晶的"单模"与"双模"性,利用介电连续模型和改进的无规元素等位移模型,研究了含三元混晶的多层球形核壳量子点中的光学声子模.选取InN/In_xGa_(1-x)N/InN和ZnSe/ZnS_xSe_(1-x)/ZnSe两种核壳结构进行了数值计算,其中In_xGa_(1-x)N为单模型三元混晶,ZnS_xSe_(1-x)为双模型三元混晶,给出了两种结构中声子模频率随混晶组分、量子点尺寸以及角量子数的变化关系.结果表明,InN/In_xGa_(1-x)N/InN和ZnSe/ZnS_xSe_(1-x)/ZnSe结构中分别存在着5支和7支界面/表面光学声子模,且均具有特殊的混晶效应,具体表现在各支声子模的频率对组分x有不同的依赖关系.当组分x0.8时,在ZnSe/ZnS_xSe_(1-x)/ZnSe结构中,模6、7重合为一支.同时发现各支声子模的频率对内壳层厚度γ_1和较小的量子数l的依赖性较强.     

含三元合金缺陷层有限超晶格中的界面声子-极化激元模

采用转移矩阵方法,研究了含三元合金缺陷层(AlxGa1-xAs)有限超晶格(GaAs/AlAs)中的界面声子-极化激元模性质.结果表明,这种有限超晶格中的声子-极化激元模在剩余射线区[ωTO,ωLO ] 的分布依赖于缺陷层含Al的浓度x,部分类 GaAs(AlAs)声子-极化激元模随着浓度x的增加向低(高)频区移动.此外,而且还可以清晰地看到它们在局域模、表面模和扩展模之间的演变.还发现声子-极化激元模的分布随着组份层和缺陷层厚度的改变,其局域位置和特性发生显著变化.     

三元混晶矩形量子线的表面光学声子模

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合介电连续模型,研究了三元混晶矩形量子线系统的表面光学声子模.以AlxGa1-xAs和ZnxCd1-xSe为例,获得了表面光学声子模的色散关系以及表面光学声子模的频率随混晶组分和量子线结构的变化关系.结果表明:与二元晶体量子线不同,在三元混晶量子线系统中存在四支表面光学声子模,这四支表面光学声子模的频率曲线位于三元混晶的体纵、横光学声子的频率区间内,且其能量随混晶组分和量子线结构的变化而呈非线性变化.三元混晶的"单模"和"双模"性也在色散曲线中体现出来.     

流体静压力对纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_xGa_(1-x)N三角量子阱中极化子效应的影响

研究了纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_xGa_(1-x)N三角量子阱和GaN/Al_xGa_(1-x)N方量子阱中流体静压力对极化子能量和电子-声子相互作用对极化子能量的贡献(极化子效应)的影响.给出极化子基态能量、跃迁能量以及极化子效应随流体静压力p和组分x的变化关系.理论计算中考虑了纤锌矿结构中介电常数、声子频率、电子有效质量等参数的各向异性和随压力p和坐标z的变化.结果显示,随着流体静压力的增加,纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_(0.3)Ga_(0.7)N三角量子阱和GaN/Al_(0.3)Ga_(0.7)N方量子阱中极化子基态能量和跃迁能量缓慢减小.定域声子、半空间声子以及它们之和对基态能量的贡献随流体压力p的增加而逐渐增大,即极化子效应增大.随组分x的增加,在两种量子阱中极化子基态能量和跃迁能量逐渐增大.半空间声子对极化子基态能量的贡献随组分x的增加而降低,而定域声子对基态能量的贡献随组分x的增加而增加,它们之和对基态能量的贡献随组分x的增加而增大.纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_xGa_(1-x)N三角量子阱中极化子基态能量和跃迁能量以及极化子效应随流体静压力和组分的变化规律与GaN/Al_xGa_(1-x)N方量子阱结构中相应量的变化规律相似,但量值不同,前者中基态能量和跃迁能量以及极化子效应明显大于后者中相应值.     

三元混晶中的浅杂质态

利用微扰－变分法研究了极性三元混晶中束缚在浅库仑杂质中心的极化子。采用改进的无序元胞独立位移模型秀效声子模近似，计及电子和两支光学声子的相互作用，导出了极化子基态能量和束缚能量随组分变化的解析解，分析了声子屏蔽，质量重整化和自陷效应，对若干三元混晶的数值计算结果表明：声子屏蔽效应占主要作用；电子声子的相互作用减小了束缚极化子的束缚能。     

Shallow Impurity States in Ternary Mixed Crystals

利用微扰－变分法研究了极性三元混晶中束缚在浅库仑杂质中心的极化子．采用改进的无序元胞独立位移模型和有效声子模近似，计及电子和两支光学声子的相互作用，导出了极化子基态能量和束缚能量随组分变化的解析解，分析了声子屏蔽、质量重整化和自陷效应．对若干三元混晶的数值计算结果表明：声子屏蔽效应占主要作用；电子声子的相互作用减小了束缚极化子的束缚能．发现声子对束缚能的贡献随组分的变化是非单调的．讨论了有效声子模方法的有效性和适用范围     

三元混晶中的Wannier激子的有效哈密顿量和束缚能

本文研究了三元混晶A_xB_(1-x)C中的Wannier激子与LO-声子的作用,导出了有效哈密顿量,在x=0,x=1的极限下它能完全蜕化成相应的二元晶体的有效哈密顿量,在大半径的情况下,对弱束缚的Wannier激子的基态能,束缚能,激子半径等参量以Al_xGa_(1-x)As为例进行了计算.     

分数维方法研究Alx Ga1-x As衬底上GaAs薄膜中极化子特性随Al浓度的变化

用分数维方法研究AlxGa1-x As衬底上GaAs薄膜中的极化子,得到了衬底中Al摩尔分数x对GaAs薄膜中极化子的结合能和有效质量的影响,极化子的结合能和有效质量的相对变化(mass shift)都随着Al摩尔分数的增大而单调增大;AlxGa1-x As衬底中Al摩尔分数对不同厚度的GaAs薄膜中极化子的影响程度不同,GaAs薄膜的厚度越小,衬底中Al摩尔分数对GaAs薄膜中极化子的影响越显著.     

三元混晶AxB1—xC中极化子回旋质量

研究了三元混晶A_xB_(1-x)C中弱耦合磁性极化子问题,用微扰理论导出了极化子朗道(Landau)能级和回旋质量与外磁场B和混晶组分x的关系,并对结果进行了数值计算,与其它理论结果进行对比。当组分x=0(或1)时,得出的结果与相应的二元晶体BC(AC)的结果完全等价。     

半导体球形异质结中界面光学声子及电声相互作用

在介电连续模型下,运用传递矩阵的方法研究多层球形异质结中的界面光学声子,得出了多层球形异质结中的界面光学声子的本征模解、色散关系和电子与界面光学声子相互作用的哈密顿.对5层球形异质结CdS/HgS/CdS/HgS/H2O中的界面声子的色散关系和电声相互作用的耦合强度进行了数值计算,结果发现在5层球形异质结中,存在着7支光学界面声子,但仅有一支界面声子对电声相互作用的耦合强度具有重要的影响.     

AlGaAs/GaAs超晶格价带的自旋劈裂

对由Al_yGa_(1－y_As，Al_xGa_(1-x)As和GaAs三种材料构成的超晶格价带的自旋劈裂进行了研究．通过改变材料组分和层厚，发现当超晶格单胞对其中心点是不对称结构时，对应的自族向上和自族向下的子带产生劈裂，而且劈裂主要发生在重空穴带和轻空穴带相互作用较强的地方．     

Zn1-xCdxSe/ZnSe异质结中的束缚极化子

对半导体单异质结系统，引入三角势近似异质结势，考虑电子、杂质与声子的相互作用，利用改进的LLP变分法讨论在界面附近束缚于正施主杂质的极化子基态能量，对Zn1-xCdSe/ZnSe系统的杂质态结合能进行了数值计算，给出了结合能、声子贡献随杂质位置、电子面密度和组分的变化关系，结果表明，杂质－声子相互作用显著且声子对结合能的作用为负。     

三元混晶中激子的结合能

导出了三元混晶中电子－穴穴对有效相互作用势（哈肯势）,研究了混晶效应对激子结合能的影响,讨论了三元混晶中激子的性质,计及激子与声子的相互作用采用变分法利用哈肯势研究了三元混晶AxB1-xC中的激子问题,出了系统的有效哈密顿量,得出激子的结合能,激子－声子耦合常数随分x的变换关系,对几种三元混晶材料进行了数值计算,结果－声子相互作用对激子结合能起着重要作用,激子－声子耦合常数随组分x的变化存一极小值。