双势垒中杂质原子对量子隧穿的影响

采用计算穿越任意势之透射系数的数值计算方法,得到了在双势垒阱区中有正电杂质时电子隧穿的共振能级、波函数、透射系数.通过与无杂质原子的双势垒量子隧穿情形对比,详细讨论了杂质原子对量子隧穿的影响.数值结果显示,体系的有效势是双势垒与杂质原子库仑势的叠加,当电子能量处于叠加势中的本征能级时,发生共振隧穿,对纯束缚态,不可能发生共振隧穿.此外,还给出势阱中有、无杂质两种情形的波形图,通过对比,可以进一步看出杂质原子对共振隧穿的影响.     

双抛量子阱中的类似"δ"势结构

在双抛量子阱(Double Parabolic Quantum Well)中令势垒厚Lb＝0,可得到类似"δ"势结构,在此基础上计算了"δ"势阱中的电子能级和类氢杂质的结合能,分析了"δ"垫垒的变化对能量和结合能的影响.     

三势垒共振隧道结构中电子的几率分布和势垒贯穿系数

建立了三势垒共振隧道结构的物理模型,应用量子力学和固体理论,求出了电子的波函数和几率分布,以具有势阱材料In0.53Ga0.47As和势垒材料In0.52Al0.48As的纳米系统为例,探讨了电场对三势垒共振隧道结构电子几率分布和势垒贯穿系数的影响.结果表明:当能量较小时,电子的几率主要分布在第1势阱中,而当能量较大时,则主要分布在第2势阱,在势垒中电子几率很小;电子随能量的几率分布有波动性,在共振能附近的几率极大,共振能随着电场强度的增大而减小;电场的存在会使电子的最可几位置向入口势垒方向移动,而使电子贯穿势垒系数减小;电子势垒贯穿系数随能量增大而增大,当能量较小时,其数值及其随能量的变化都较小,当能量较大时情况则相反.     

双量子阱中有自旋轨道耦合的场助电子共振隧穿

研究在自旋轨道耦合和周期振动场的作用下,电子隧穿双量子阱结构的透射系数和自旋极化率．通过数值计算发现：隧穿后电子的自旋简并消除,得到与自旋相关的共振峰．电子隧穿宽势阱时出现对称的Breit-Wigner共振峰,而隧穿窄势阱时出现不对称的Fano共振峰．研究也发现通过调节入射能量和中间势垒的宽度,可以改变共振峰的振幅和位置．利用这个原理可以设计可调的自旋过滤器,实现对自旋的调控．     

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.     

势垒边界对共振透射的影响

利用转移矩阵方法讨论势垒中粒子概率振荡峰的个数与入射能量、势垒宽度的关系及其势垒边界对共振透射的影响。计算结果表明边界只是改变了共振透射的位置,并没有改变振荡峰的个数与入射能量、有效势垒宽度的关系。     

有限深对称量子阱中电子量子比特的性质

通过求解有限深对称量子阱中电子的能量本征方程,得到电子的能量状态;并以此为基础利用基态和第二激发态叠加构造一个量子比特,研究电子量子比特的性质.数值计算结果表明:概率密度的振荡周期与量子阱宽度和深度均有关,当势阱深度给定时,振荡周期随量子阱宽度的增大而增大,当阱宽给定时,振荡周期随势阱深度的增大而减小.各坐标点的概率密度幅值不同,量子阱中心位置概率密度幅值最大,其它位置较小.电子的概率密度以周期T在z方向振荡,不同时间点的概率密度幅值不同,在一个周期内,当t=0T,1T时电子概率密度在阱内中心达到最大,当t=0.5T时电子概率密度在阱内中心达到最小;在阱外电子的概率密度都是向两边逐渐衰减的.     

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.     

三角形多势垒结构的共振透射系数的计算

使用艾里(Airy)函数和转移矩阵方法精确求解了一维三角形多势垒结构的电子一维定态薛定谔方程,求出了在一维三角形多势垒结构中电子共振透射系数的一般表达式,并进一步研究了三角形结构势垒的共振透射系数与有效质量、势垒宽度、势垒高度及势阱宽度之间的关系。     

杂质对三元准周期超晶格隧穿性质的影响

应用δ函数势模型和散射矩阵方法,研究了势阱中的杂质对三元准周期超晶格电子隧穿性质的影响。结果表明,杂质对三元准周期超晶格的电子共振隧穿谱有明显影响。改变δ势垒高度会引起透射峰的移动;杂质放在势阱中的不同位置,也会使得电子透射率谱发生变化。     

屏蔽对GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结系统中施主结合能的影响

对半导体单异质结系统 ,引入三角势近似异质结势 ,考虑电子对杂质库仑势的屏蔽影响 ,利用变分法讨论在界面附近束缚于正施主杂质的单电子基态能量 .对 Ga As/Alx Ga1-x As系统的杂质态结合能进行了数值计算 ,给出了结合能随杂质位置和电子面密度的变化关系 ,并讨论了有无屏蔽时的区别     

Zn1-xCdxSe/ZnSe异质结系统的施主能级

对单异质结界面系统,引入三角近似异质结势,利用变分法讨论在界面附近束缚于施主杂质的单电子基态能量。对Ｚｎ１－ｘＣｄｘＳｅ／ＺｎＳｅ系统的杂质态结合能做了数值计算,给出结合能随杂质位置、电子面密度和Ｃｄ组分的变化关系。     

用Hammerling交换势计算碱金属原子高激发态能级

 考虑了碱金属原子高激发态价电子与原子实电子coulomb相互作用、交换相互作用以及极化相互作用(长程关联效应),计算了碱金属原子Li,Na,K高激发态(6≤N≤15,l≤2)波函数及能级.计算结果表明:交换势取为GKS势时,能级计算值比实验值偏低;取为hammerling势时,计算值与实验值符合很好.     

杂质对柱形量子点系统束缚能的影响

在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应.研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1xN单量子点中杂质体系的基态能量与杂质电荷的关系,讨论了杂质电子的束缚能随量子点的主要结构参数(量子点高度L和量子点半径R)以及杂质在量子点中不同位置的变化规律,并研究了考虑量子点内外电子有效质量失配对杂质电子束缚能的影响.     

Zn_(1-x)Cd_xSe/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-xCdx Se/Zn Se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 .     

介电常数的修正对半导体异质结中杂质态结合能的影响

采用连续电介质理论计入对材料介电常数的修正,利用变分法讨论半导体单异质结中界面附近的单电子束缚于施主杂质的基态结合能.对A lxG a1-xA s/G aA s和G axIn1-xN/InN等几种半导体异质结做了数值计算,给出杂质态结合能随杂质位置的变化关系.结果表明:当杂质处于垒材料中远离界面时,介电常数的修正对结合能无明显影响;当杂质靠近界面且组成异质结的两种材料的介电常数相差较大时,计入修正后的结合能低于已有的近似结果,最大降低可达5%~6%(x=0.3).     

波函数对有限深方形量子线中电子及杂质能量的影响

以一维线性谐振子的波函数为基展开而成的波函数作为单电子的波函数,分别讨论了单电子及类氢杂质的能量,并将所得结果与波函数取作一维有限深量子阱中波函数的乘积的情况进行了比较.结果表明：已有文献选取的波函数,在计算单电子的能量及杂质的束缚能时只在阱宽较大时适用;在计算单电子的振子强度时,带来较大误差.     

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.     

含类氢杂质的量子点的基态能

用Ｐｅｋｅｒ－Ｌａｎｄａｕ变分法计算了含类氢杂质的量子点基态能，发现外磁场、量子点固有禁闭势、电子杂质相互作用、电声子相互作用对量子点基态能都有影响，并有一定相互关系