球形GaAs-Ga1-xAlxAs量子点中激子束缚能的变分法计算

用无限深势阱和有限深势阱2种模型,计算了激子束缚能与球形量子点半径的关系.计算结果表明：对于无限深势阱模型,量子点中激子束缚能随着量子点的半径增加而减小;对于有限深势阱模型,当量子点半径较小时,束缚能随着量子点的半径增加而增加;当量子点半径增加到一定值时,它的束缚能达到最大值,继续增加量子点半径,束缚能反而减少.这些计算结果对深入理解半导体量子点中激子的物理本质具有一定学术意义.     

电场对量子阱中激子的影响

利用变分方法计算了GaAs/Al_2Ga_(1-x)As量子阱中激子的束缚能,分析了电场、势阱宽度对激子束缚能的影响。采用明显不可分离的试探波函数,并考虑了电场对势阱中载流子几率分布的影响,计算了重空穴激子和轻空穴激子吸收峰位置随电场变化,结果与实验值符合得较好。     

第Ⅱ类量子阱中激子的空间屏蔽效应

应用变分方法，计算了第Ⅱ类量子阱中屏蔽激子的束缚能；讨论了势阱宽度和电场对空间屏蔽效应的影响，并比较了空间依赖介电函数与介电常数对激子束缚能的影响。我们发现，随着量子阱宽度的减小，空间屏蔽对激子束缚能的影响越来越突出。但由于ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ第Ⅱ类量子阱的势阱宽度较小，电场对空间依赖的介电屏蔽效应的影响是很小的。     

量子线中形状独立的度规法则

把方形量子阱线的一维等效势模型推广到矩形量子阱线中，通过变分法计算了无限深方形和矩形量子阱线内激子的束缚能，进一步验证了量子线有一形状独立的度规法则存在。     

强受限半导体量子点的形状对受限激子的影响

在有效质量近似下,采用无限深势阱模型研究了强受限范围内球形、圆柱形、立方形半导体量子点的形状对受限激子的影响。结果表明对于采用体激子的等效Ｒｙｄｂｅｒｇ能量Ｒ＾＊比较大的材料制备的量子点,其形状带来的影响是显著的。     

圆柱形半导体量子线中电子和空穴能态

半导体量子线具有特殊的量子效应,其内部电子的能态是它的一个基本物理量.用计算一维势阱波函数的方法简化了圆柱形量子线波函数的计算,得出了量子线中电子能态、能级图和波函数.做算例Si量子线的线宽———电子能级图,验证了计算所得结果,并讨论了量子线的光谱蓝移、能级分离与兼并和线宽的关系.     

GaAs/AlxGa1-xAs三量子阱中势垒厚度对激子结合能的影响及其压力效应

选取三量子阱模型,采用变分法讨论GaAs/AlxGa1-xAs有限深量子阱中势垒厚度对激子行为的影响,主要计算激子结合能随阱宽和垒厚的变化关系以及Al组分的影响.结果表明,当阱宽较大时,结合能随势垒厚度的变化先增加后趋于稳定值;当阱宽较小时,结合能随垒厚则先减至极小值后再增加.上述结论与通常的有限深势阱之结果相差较大,此修正可为相关的理论和实验提供参考.结果还显示,有限厚势垒情形结合能随压力线性增加的趋势明显小于无限厚势垒情形.     

基于电子自旋弛豫的全光开关的理论计算

国外已有实验测量发现，InGaAsP多量子阱材料的电子自旋弛豫时间是与材料的阱宽大小直接联系的，而且比之前研究的GaAs多量子阱材料的自旋弛豫时间更短。文中对激子的特性进行了介绍，对影响电子自旋弛豫时间的三个机制经行了分析和计算，并且采用有限深势阱摸型对InGaAsP多量子阱的组分和阱宽之间的关系进行了计算，最后根据要制作的全光功能开关的性能指标对计算结果进行了选择，得到最适合于制作光开关的材料为：势阱In0．53Ga0．47As（阱宽6nm）；势垒InP。     

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.     

非对称耦合双量子阱中的激子态及结合能

本文在有效质量近似下,利用变分法计算了Al_xGa_(1-x)As/Ga As/Al_xGa_(1-x)As/Ga As/Al_xGa_(1-x)As非对称耦合双量子阱系统中重/轻空穴激子态的结合能,研究了重/轻空穴激子态的结合能随右阱宽的变化关系;计算了在重/轻空穴激子态下电子与重/轻空穴沿z方向的平均距离及在垂直于z轴的平面内的平均距离,研究了它们随右阱宽的变化关系;计算了给定激子态下电子与重/轻空穴在空间各区域的分布几率,研究了空间各区域分布几率随右阱宽变化的关系.计算中考虑了电子与重/轻空穴在势阱与势垒中具有不同的有效质量,计算结果合理,令人信服.