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.     

半导体量子点中双激子的双光子共振吸收

从基本的非线性光学三阶极化率出发,分析半导体量子点中双激子的双光子共振吸收三阶极化率,得到2个入射频率光电场和只有1个入射频率光电场的简并情况下双光子共振吸收三阶极化率,讨论了三阶极化率的实部和虚部在双光子共振频率附近的行为,随着共振频率宽度的增大,三阶极化率的实部和虚部很快减小,三阶极化率敏感地依赖于共振频率宽度的大小.     

核壳柱型ZnS/CdSe量子点的三阶非线性光学极化的参量相关特征

从理论上计算了在导带子带间跃迁时ZnS／CdSe柱型核壳结构量子点的三阶极化率。在有效质量近似下,利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型,导出了柱型量子点的三阶非线性光学极化率的解析表达式,解三维薛定谔方程可得到电子的本征能量和波函数。通过数值计算,分析了ZnS／CdSe柱型核壳结构量子点的三阶极化率与量子点尺寸和入射光频率之间的关系。     

nc-Si/SiO2复合膜的非线性光学性质

采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)技术,制备a-SiOx∶H(0相似文献   

CdSeS量子点玻璃介电弛豫现象的实验研究

实验研究CdSeS量子点玻璃在一定电压下电流随时间的变化,分析量子点玻璃的介电弛豫现象.得到CdSeS量子点玻璃的电流弛豫时间随着所加偏压的增大而单调增大;CdSeS量子点玻璃的电流弛豫过程与样品中量子点半径有关,当量子点半径较小或较大时,弛豫时间都较小,当量子点半径居中时,弛豫时间比较大.     

量子点量子阱结构中极化子效应对斯塔克能移的影响(英文)

采用变分法研究了量子点量子阱结构中极化子效应对斯塔克能移的影响.计算中考虑了电子与体纵光学声子和表面光学声子的相互作用.以CdS/HgS量子点量子阱结构为例进行数值计算,发现极化子基态能量随量子点半径的增加而单调增加,随电场强度的增加而单调减少.电子-声子相互作用增强了斯塔克能移.极化子自陷能随量子点半径及电场强度的增加而增加.量子点量子阱结构的尺寸对极化子斯塔克能移有显著影响.     

多支LO声子作用对量子点中强耦合极化子基态能量的影响

本文采用线性组合算符和幺正变换方法研究了量子点中极化子的性质,得到了极化子的基态能量.考虑多支LO声子之间相互作用时,研究了多支LO-声子对量子点中极化子基态能量的影响.结果表明：极化子的基态能量随量子点受限长度的增大而减小;量子点受限长度随振动频率λ的增大而减小.在不同的量子点受限长度下,极化子的基态能量随量子点振动频率的减小而增大.考虑多声子相互作用时,基态能量的附加能量等于电子与多支声子耦合.     

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.     

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...     

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.     

Quantum Size-Dependent Third-Order Nonlinear Optical Susceptibility in Semiconductor Quantum Dots

The density matrix approach has been employed to investigate the optical nonlinear polarization in a single semiconductor quantum dot(QD). Electron states are considered to be confined within a quantum dot with infinite potential barriers. It is shown, by numerical calculation, that the third-order nonlinear optical susceptibilities for a typical Si quantum dot is dependent on the quantum size of the quantum dot and the frequency of incident light.     

Gigantic optical nonlinearity in one-dimensional Mott-Hubbard insulators

The realization of all-optical switching, modulating and computing devices is an important goal in modern optical technology. Nonlinear optical materials with large third-order nonlinear susceptibilities (chi(3)) are indispensable for such devices, because the magnitude of this quantity dominates the device performance. A key strategy in the development of new materials with large nonlinear susceptibilities is the exploration of quasi-one-dimensional systems, or 'quantum wires'--the quantum confinement of electron-hole motion in one-dimensional space can enhance chi(3). Two types of chemically synthesized quantum wires have been extensively studied: the band insulators of silicon polymers, and Peierls insulators of pi-conjugated polymers and platinum halides. In these systems, chi(3) values of 10(-12) to 10(-7) e.s.u. (electrostatic system of units) have been reported. Here we demonstrate an anomalous enhancement of the third-order nonlinear susceptibility in a different category of quantum wires: one-dimensional Mott insulators of 3d transition-metal oxides and halides. By analysing the electroreflectance spectra of these compounds, we measure chi(3) values in the range 10(-8) to 10(-5) e.s.u. The anomalous enhancement results from a large dipole moment between the lowest two excited states of these systems.     

GaAs-SiO_2复合薄膜的非线性光学特性

采用单光束Z扫描技术测量了GaAs－SiO2复合薄膜的光吸收和光折射特性，结果表明：在104W／cm2的辐射光强作用下，复合薄膜的光吸收和光折射表现出明显的非线性特征．根据Z扫描测量理论算得三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10-6cm2／W；和10-1cm／W量级．运用量子点模型对三阶光学非线性响应增强的机制进行了讨论．     

闪锌矿InGaN量子点中激子态特性研究

基于有效质量近似,运用变分方法计算了闪锌矿InGaN/GaN量子点中的激子结合能和带间发光波长.数值计算结果显示出当柱形InGaN/GaN量子点的半径和高增加时,基态激子结合能降低,而带间发光波长也随该量子点尺寸的增加而增加,该结果和相关实验的测量是一致的.     

硅量子点表面钝化的发光研究

通过第一性原理模拟计算发现，对硅量子点表面的钝化条件不同，引入的局域态也不同。我们分别用Si=0和Si-O-Si键对量子点表面进行钝化，在带隙中引入了局域态；而分别用Si—H和岛一OH键对量子点表面进行钝化，在带隙中没有引入任何局域态。结合硅量子点的制备实验和发光的检测，可以解释硅量子点在不同条件下的发光机理。     

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.     

非对称量子点中弱耦合极化子激发态的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法,研究非对称量子点中弱耦合极化子的激发态性质．导出弱耦合极化子的第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的横向和纵向有效受限长度的变化关系以及第一内部激发态能量与电子-声子耦合强度的变化关系．数值计算结果表明：第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应．     

Controlling cavity reflectivity with a single quantum dot

Solid-state cavity quantum electrodynamics (QED) systems offer a robust and scalable platform for quantum optics experiments and the development of quantum information processing devices. In particular, systems based on photonic crystal nanocavities and semiconductor quantum dots have seen rapid progress. Recent experiments have allowed the observation of weak and strong coupling regimes of interaction between the photonic crystal cavity and a single quantum dot in photoluminescence. In the weak coupling regime, the quantum dot radiative lifetime is modified; in the strong coupling regime, the coupled quantum dot also modifies the cavity spectrum. Several proposals for scalable quantum information networks and quantum computation rely on direct probing of the cavity-quantum dot coupling, by means of resonant light scattering from strongly or weakly coupled quantum dots. Such experiments have recently been performed in atomic systems and superconducting circuit QED systems, but not in solid-state quantum dot-cavity QED systems. Here we present experimental evidence that this interaction can be probed in solid-state systems, and show that, as expected from theory, the quantum dot strongly modifies the cavity transmission and reflection spectra. We show that when the quantum dot is coupled to the cavity, photons that are resonant with its transition are prohibited from entering the cavity. We observe this effect as the quantum dot is tuned through the cavity and the coupling strength between them changes. At high intensity of the probe beam, we observe rapid saturation of the transmission dip. These measurements provide both a method for probing the cavity-quantum dot system and a step towards the realization of quantum devices based on coherent light scattering and large optical nonlinearities from quantum dots in photonic crystal cavities.     

基于半导体量子点的量子通信

光子源和纠缠光子对的制备是量子信息产生和传输过程的源头,是实现量子通信的重要前提条件.半导体量子点固体系统具有可集成性和可扩展性的优点,并且与现有的半导体光电子学技术密切相关,近年来在单光子源和纠缠光子对制备方面取得了重要的进展,是未来全固态量子通信的重要元器件.从量子通信的基本原理出发,阐述了制备单光子源和纠缠光子对的重要性,介绍如何解析推导出圆形常规半导体量子点中的电子结构,描述了圆形拓扑绝缘体量子点中边缘态具有双重简并的电子结构,能级间隔与量子点的具体形状无关,并且具有自旋轨道锁定的特性,总结了实验和理论上在利用这一独特的电子结构制备单光子源和纠缠光子对方面取得的重要进展.     

GaN基量子点的制备与光致发光特性的研究

由于GaN基量子点具有较强的量子效应,有望获得比其他量子阱器件更优异的性能。目前GaN基量子点的制备及其光学特性已经成为Ⅲ-Ⅴ族半导体器件研究的热点。探讨了GaN基量子点的生长及其结构特性,重点研究了GaN基量子点的S-K生长模式及其影响量子点生长的因素,并讨论了GaN基量子点的光致发光特性及其影响因素。