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．     

量子点中双极化子稳定性的研究

基于Lee-Low-Pines-Huybrechts变分理论推导出计算量子点中双极化子的基态能表达式.该理论方法适应于整个电子-声子耦合区域.通过数值计算和理论分析,讨论了量子点中双极化子的存在条件与约束势的关系,发现量子点约束势的加强不利于双极化子的稳定.     

分数维方法研究有限深抛物量子阱中的极化子

采用分数维方法研究了有限深抛物量子阱中的极化子自陷能及其有效质量.得到在阱宽很小或很大时,极化子自陷能和有效质量趋向于三维体材料的情况;在量子阱分数维取极小值时,极化子的自陷能和有效质量取极大值.     

各向异性抛物势对量子点中极化子基态结合能的影响

量子点中三个方向存在不同的抛物限制势,采用线性组合算符和幺正变换方法研究了各向异性抛物势对量子点中强耦合极化子的振动频率和基态结合能的影响.导出了振动频率和基态结合能随电子-声子耦合强度和量子点中的有效受限长度的变化关系.数值结果表明:振动频率和基态结合能是电子-声子耦合强度的增函数.它们随三个不同的有效受限长度的增加而迅速减少.表现出量子点在三个不同方向的新奇的量子尺寸限制效应.     

极化子速率对非对称量子点中极化子性质的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法研究极化子的速率对非对称量子点中弱耦合极化子性质的影响.导出了极化子速率对非对称量子点中弱耦合极化子声子平均数的影响.数值计算结果表明：非对称量子点中弱耦合极化子的振动频率随量子点的横向和纵向受限长度的增大而增大.非对称量子点弱耦合极化子的声子平均数随极化子速率的增加而增大.     

考虑Rashba效应自组织量子点中极化子性质

在对半导体量子点的研究中考虑自旋一轨道相互作用对极化子基态能量的影响．采用LLP变分的方法研究了电子一声子相互作用．结果表明声子对极化子基态能量起了很重要的作用,而且由于极化子分裂能对极化子基态能量的贡献很大,故在量子点中研究极化子性质时不可忽略极化子分裂能的影响．自旋分裂能随动量增加呈抛物线型增加．随Rashba自旋轨道耦合常数的增加极化子基态能量表现为增加和减少两种截然相反的情况,而两个分裂态中自旋向下的能态更稳定．Rashba效应不可忽略．     

有限深量子阱中极化子束缚能

本文用改进的Ｌｅｅ－Ｌｏｗ－Ｐｉｎｅｓ变分法研究了界面光学声子，局域体光学声子以及半无限体光学声子对有限深量子阱中极化子束能的影响，得到了电子束缚态能量和极化子束缚能的解析表达式。     

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．     

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.     

球型量子点量子比特内电子的概率密度分布

通过精确求解能量本征方程及变分方法,得到球型量子点中电子-声子相互作用体系的基态和第一激发态能量,以这样一个两能级体系构成一个量子比特.数值计算表明,当量子点尺寸一定时,量子比特中电子的概率密度随空间位置的变化而变化,且各个空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,振荡周期随球半径的增大而增大.     

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.     

矩形量子线中极化子的电子与LO声子相互作用能

研究了矩形量子线中极化子基态和第一激发态的性质．采用在有效质量近似下的变分变换方法导出了在基态和第一激发态时电子—LO声子之间相互作用能．以GaAs晶体为例进行了数值计算，结果表明：矩形量子线中极化子的相互作用能随量子线尺寸减小而增大。     

量子点量子阱中的极化子

首先研究了量子点量子阱中的电子态，对阱外及阱内的两种束缚态都进行了考虑，然后采用微扰方法，对量子点量子阱系统中的极化子效应进行了研究。最后采用CdS/HgS为材料的量子点量子阱 进行了数值计算，结果显示极化子效应对电子能级的修正明显并且不能被忽略。     

量子棒中极化子基态能量的杂质效应

通过坐标变换把量子棒的哈密顿量由椭球边界变为球形边界.采用线性组合算符方法,研究了量子棒中弱耦合杂质极化子的基态能量与椭球纵横比、量子棒的横向和纵向有效受限长度、库仑束缚势和电子-声子耦合强度的关系.结果表明：基态能量随有效受限长度的减少而迅速增大.表现出量子棒珍奇的量子尺寸限制效应.基态能量随库仑束缚势、纵横比和耦合强度的增加而减少.