抛物型量子点的非线性光学整流研究

在紧凑密度矩阵方法和迭代法的框架下,从理论上研究了抛物型量子点（QDs）在不同的量子点半径、宽度以及外加电场和磁场下光学整流（OR）系数。在有效质量近似下,计算了量子点中电子的受限波函数和能量。给出了典型GaAs/AlGaAs抛物型量子点的数值结果。通过研究发现,非线性光学整流系数受到量子点的宽度、半径以及电场和磁场的强烈影响。在考虑电场和磁场的影响时,峰值向高能量方向移动。     

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.     

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。     

量子点量子阱结构中激子的极化效应(英文)

考虑激子与体纵光学声子的相互作用,采用变分法研究了量子点量子阱结构中澈子的极化效应.以CdS/HgS量子点量子阱结构为例进行数值计算,得到了激子的基态能量和束缚能.研究结果表明,声子对澈子束缚能的贡献随着阱宽的增加而增加,极化子效应不能忽略.激子的基态能量和束缚能明显依赖于量子点量子阱结构的核半径和壳层厚度,量子点量子阱结构的尺寸对激子-声子相互作用有重要的影响.     

抛物量子点中极化子性质的研究进展

综述了近年来对抛物量子点中极化子性质方面的部分工作．在第一节中从电子-LO声子系的哈密顿出发首次采用线性组合算符和幺正变换方法，研究抛物量子点中弱耦合极化子的基态能量和结合能的性质．在第二节中研究量子点中与LO声子强耦合极化子的振动频率、基态能量、结合能和光学声子平均数的性质．在第三节中采用改进的线性组合算符方法研究抛物量子点中弱耦合极化子的相互作用能和有效质量的性质．在第四节中研究抛物量子点中与LO声子强耦合极化子的振动频率、相互作用能和有效质量的性质．在第五节中采用Pekar变分方法研究抛物量子点中强耦合极化子基态和激发态的性质．     

白光LED用量子点玻璃的制备方法及应用研究进展

白光LED用量子点玻璃不但具有量子点高荧光效率、发光波长可调和较窄的发射波长等新颖的光学特性,而且量子点的热稳定性差和水氧抵抗性差的问题也很好的得到了解决,可以有效的避免封装材料黄化老化、发光不均匀和出现光斑等传统封装白光LED出现的问题。综述了白光LED用量子点玻璃的制备方法及其在LED的应用,并对白光LED用量子点玻璃的荧光效率和无铅、无镉量子点玻璃的研制提出了进一步展望。     

两电子量子环的磁场效应

使用矩阵对角化方法,研究了磁场中两电子量子环自旋单态和三重态的电学和光学性质,发现磁场强度对两电子量子环的能谱和光吸收有强烈的影响.计算结果显示两电子量子环的光吸收系数可以达到107/m,这个结果要比两电子量子点高一个数量级.通过引入磁场和改变量子环半径可以获得较大的吸收系数.     

量子点作为生物荧光探针的应用研究

量子点作为一种能发射荧光的半导体纳米微晶体,具有独特的光学性质。这决定了它在生物研究中有广阔的诱人的前景:如替代传统的生物荧光探针,具有荧光光谱较窄、量子产率高、不易漂白等优点;进一步讨论了量子点的电泳和微流控芯片的生物应用及其前景。     

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.     

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     

量子点层厚度对量子点发光二极管发光特性的影响简

采用湿法旋涂技术制备量子点发光二极管器件（QD-LEDs）。PEDOT作为空穴注入层,TFB作为空穴传输层,量子点作为发光层,采用无机二氧化钛（TiO2）作为电子传输层,在相同的工艺条件下调节量子点层旋涂转速（800～1100 r/min）,制备不同厚度的量子点发光二极管发光器件（QD-LEDs）。实验结果表明,当量子点层的旋涂转速为900 r/min时,此时的量子点层厚度为30 nm,所制备的量子点发光二极管器件（QD-LEDs）的发光性能最好,开启电压最低,只有5．5 V。     

对称量子点花样体系壳层结构的研究

利用从头计算的非限制Hartee-Fock-Roothaan(UHFR)方法．计算三量子点花样体系的基态能，进而研究它的化学势、附加能谱和电子电容谱，对于量子点花样中的每一个量子点。采用球型有限深势阱，计算结果表明，计算方法和理论模型可以很好地给出类单量子点电子的壳层填充结构．     

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。     

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.     

Linear and nonlinear optical spectroscopy of a strongly coupled microdisk-quantum dot system

Cavity quantum electrodynamics, the study of coherent quantum interactions between the electromagnetic field and matter inside a resonator, has received attention as both a test bed for ideas in quantum mechanics and a building block for applications in the field of quantum information processing. The canonical experimental system studied in the optical domain is a single alkali atom coupled to a high-finesse Fabry-Perot cavity. Progress made in this system has recently been complemented by research involving trapped ions, chip-based microtoroid cavities, integrated microcavity-atom-chips, nanocrystalline quantum dots coupled to microsphere cavities, and semiconductor quantum dots embedded in micropillars, photonic crystals and microdisks. The last system has been of particular interest owing to its relative simplicity and scalability. Here we use a fibre taper waveguide to perform direct optical spectroscopy of a system consisting of a quantum dot embedded in a microdisk. In contrast to earlier work with semiconductor systems, which has focused on photoluminescence measurements, we excite the system through the photonic (light) channel rather than the excitonic (matter) channel. Strong coupling, the regime of coherent quantum interactions, is demonstrated through observation of vacuum Rabi splitting in the transmitted and reflected signals from the cavity. The fibre coupling method also allows us to examine the system's steady-state nonlinear properties, where we see a saturation of the cavity-quantum dot response for less than one intracavity photon. The excitation of the cavity-quantum dot system through a fibre optic waveguide is central to applications such as high-efficiency single photon sources, and to more fundamental studies of the quantum character of the system.     

界面效应对GaN/Ga1-xAlxN量子点中杂质态的影响

在有效质量近似下采用变分法以及界面处导带弯曲用三角势近似,研究了氮化物半导体GaN/Ga1-xAlxN材料中杂质态的结合能随量子点尺寸及电子面密度的变化关系.结果表明,导带弯曲对结合能的影响不容忽视.当电子面密度较大时候,随着量子点尺寸的增大,杂质态结合能随电子面密度的增大呈线性变化,而在电子面密度较大时,结合能随着量子点半径的增加而迅速减小,且在某个尺寸附近出现极小值,然后缓慢增大.与其不同的是,对Zn1-xCdxSe/ZnSe结构,结合能则随着量子点半径的增加呈现非线性单调减小.     

太赫兹场作用下的GaAs双量子阱的光吸收分析

用密度矩阵理论分析了在超快脉冲及太赫兹场作用下GaAs量子阱和双量子阱的光吸收谱.分析表明：在直流和太赫兹场作用下,由于量子约束斯塔克效应,光吸收谱呈现出多个激子吸收峰.改变太赫兹的强度和频率,吸收谱出现恶歇分裂,并产生边带,这些分裂主要来源于太赫兹作用下激子的非线性效应.     

嵌入微腔中的量子点散射一维波导中的单光子

本文采用全量子力学的方法研究了嵌入微腔中的量子点散射一维波导中的单光子问题。通过实空间的方法得到了单光子透射和反射振幅。分析表明,通过调节激光脉冲的强度和频率可以实现对一维波导中单光子传输特性的控制。     

由透射率研究非线性玻璃非线性系数的理论分析

通过非线性玻璃吸收光谱中非本征吸收区的透射率分析非线性玻璃的非线性系数。把非线性玻璃中光电场满足的Ｍａｘｗｅｌｌ方程变换为一个非线性自治一阶常微分方程组,数值求解得到非本征吸收区的透射率随非线性玻璃非线性系数的大而单调减小的数值关系,指出非本征吸收区的透射率的不同反映了非线性玻璃非线性系数的不同,这为分析比较不同尺寸的半导体量子点玻璃的非线性系数提供了一种方便实用的方法。     

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．