纤锌矿GaN/AlN量子阱中磁极化子能量

采用改进的Lee-Low-Pins变分方法研究纤锌矿GaN/AlN量子阱材料中磁极化子能级.给出纤锌矿GaN/AlN量子阱中磁极化子基态能量随阱宽L和外磁场强度B的变化关系.计算中考虑了纤锌矿GaN/AlN量子阱中长波光学声子模的各向异性和电子与长波光学声子之间的相互作用.为了定量分析和对比,计算了闪锌矿GaN/AlN量子阱中磁极化子基态能量.     

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.     

纤锌矿GaN/AlN量子阱中的极化子

采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法,讨论了纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN无限深量子阱材料中电子-定域长波光学声子相互作用,给出纤锌矿量子阱中自由极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随阱宽的变化关系.数值计算中考虑了纤锌矿材料的各向异性,结果表明,极化子能量随阱宽的增大而减小,当阱宽较宽时,趋近于体材料的三维值.纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN量子阱材料中,电子-定域长波光学声子相互作用对极化子能量的贡献比闪锌矿GaAs/AlAs量子阱材料中的相应值大得多.因此,讨论GaN/AlN量子阱材料中电子态问题时应考虑电子-定域声子相互作用.     

AlN/GaN量子阱中光学声子所限制的电子迁移率

在介电连续模型和单轴模型的框架下,采用雷-丁平衡方程理论,考虑量子阱中界面光学声子模和局域体光学声子模的影响,分别计算了纤锌矿型和闪锌矿型AlN/GaN量子阱中电子平行于异质结界面方向的迁移率,给出迁移率随阱宽的变化关系,并讨论了结构各向异性效应对电子迁移率的影响.     

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.     

纤锌矿GaN/Alx Ga1-xN量子阱中界面声子模对极化子能量的影响

采用Lee-Low-Pines变分法研究了纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱中极化子能量和电子-声子相互作用对极化子能量的影响.理论计算中考虑了定域体声子模和界面声子模的作用,同时考虑了它们的各向异性.给出极化子基态能量、第1激发态能量、跃迁能量(第1激发态到基态),以及电子-声子相互作用对能量的贡献随量子阱宽度和深度(组分)变化的数值结果.为了定性分析和对比还给出了闪锌矿量子阱中的相对应结果.计算结果表明:阱宽较小时界面声子对极化子能量的贡献大于定域声子,阱宽较大时界面声子的贡献小于定域声子.纤锌矿结构中声子对能量的贡献大于闪锌矿结构中的相应值.GaN/AlxGa1-xN量子阱中声子对能量的贡献比GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中的相应值大得多,当阱宽为20nm时,电子-声子相互作用能分别约等于-35,-2.5 meV.     

纤锌矿GaN／A1N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／A1N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A1N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,,最居缓慢地接近GaN体材料中的三维值．纤锌矿GaN／A1N量子阱材料中电子一声子相互作用对束缚极化予能量韵贡献比较大,该值远大于闪锌矿GaAs／AIAs量子阱材料中的相应值．作为对比,给出闪锌矿GaN／A1N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。     

体横光学声子双模性对纤锌矿Al_xGa_(1-x)N量子阱中光学声子的影响

本文采用介电连续模型讨论纤锌矿Alx Ga1?x N的体横光学(TO)声子双模性对其量子阱中光学声子的影响.首先,给出Alx Ga1?x N中TO声子的频率的二次多项式拟合公式,在组分x=0和x=1时,使TO声子频率可回归至GaN和AlN情形.进而,分析Alx Ga1?x N含频介电函数随组分的变化.结果显示TO声子频率的单模或双模性将影响单个或两个共振频率下的含频介电函数;最后,以AlN/Alx Ga1?x N/AlN量子阱为例,计算界面和局域光学声子色散关系和声子静电势的影响.结果表明,纤锌矿Alx Ga1?x N的TO声子双模性在量子阱光学声子以及相关的理论计算中是不可忽略的.     

纤锌矿AlN/AlxGa1-xN/AlN量子阱中界面光学声子对电子迁移率的影响

对三元混晶纤锌矿AlN/AlxGa1-xN/AlN量子阱,通过数值自洽求解薛定谔方程和泊松方程,获得二维电子气中电子的本征态和本征能级.利用雷-丁平衡方程,讨论该体系中界面光学声子对电子迁移率的影响.在计算中,对AlxGa1-xN中的体纵声子采用修正的无序元素等位移(MREI)模型,横光学声子则分别采用线性拟合(LF)和二次多项式拟合(QMF)方法,计算获得界面声子对电子的散射作用.结果表明,用LF方法获得的电子迁移率高于用QMF方法计算的值.随着Al组分的增加,两种方法之值均逐渐单调增加,且变化趋势类似.在适当的Al组分时,两种方法得到的电子迁移率都存在极值点.     

纤锌矿GaN／AlN无限深量子阱中束缚极化子能量

采用改进的LLP变分方法,研究纤锌矿氮化物无限深量子阱材料中束缚极化子基态能量和基态结合能、第一激发态能量和第一激发态结合能、第一激发态到基态的跃迁能量等物理量随着量子阱宽度的变化关系.研究结果表明,基态能量、第一激发态能量和结合能以及第一激发态到基态的跃迁能量随着阱宽的增大而减小,阱宽较小时,能量随阱宽下降的速度较快,之后来变得缓慢,最后接近GaN体材料中的三维值.研究还发现,在GaN/AlN量子阱中电子-声子相互作用对能量的贡献(41meV)比在GaAs/AlAs量子阱中(3meV)大得多.     

有限深量子阱中电子迁移率的压力效应

考虑量子阱中局域类体光学声子模及界面光学声子模的影响,采用介电连续模型,运用力平衡方程研究GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中声子模对电子迁移率影响随阱宽的变化关系及其压力效应.结果表明,在窄阱时迁移率主要受界面光学声子模的影响,随着阱宽的增加,局域类体光学声子模对迁移率的影响逐渐增加;两种声子模的散射作用均使电子迁移率随外加压力增加而减小,在窄阱时压力效应更加明显.     

静压下GaN/AlN应变超晶格的晶格动力学研究

利用弹性理论计算出静压下应变超品格两种组分材料的纵向晶格常数的改变，并用来修正应变存在时的面间力常数．在此基础上研究了应变对GaN／A1N超晶格的L-声子的色散关系和振动模式的影响．结果表明，应变可以在一定程度上破坏GaN和A1N中L-声子的准限制模式．另外静压对L-声子的色散关系影响显著，而对原子的振动模式影响较小．     

MOCVD GaN/InN/GaN量子阱的应变表征

采用MOCVD外延生长11周期InN/GaN量子阱结构样品,原子力显微镜表面形貌结果显示实现了台阶流动生长模式.通过高分辨率X射线衍射与掠入射X射线反射谱技术获得了阱层与垒层的实际厚度.从(102)非对称衍射面与(002)对称衍射面的倒异空间图,确认了InN阱层处于与GaN共格生长的完全应变状态,获得了GaN缓冲层的晶体质量信息及其c轴与a轴晶格常数,确认外延层因受衬底热失配的影响处于压应变状态.     

纤锌矿GaN和AIN声子态的面间力常数模型在六角GaN/AIN超晶格中的应用

用面间力常数模型计算了(0001)方向纤锌矿结构GaN与AIN的纵向振动特性.并利用该模型对(0001)方向生长的六角结构的GaN/AIN超品格的纵向声子态进行了研究.着重讨论了超品格声子的限制效应.