掺杂超晶格量子阱的沟道效应与沟道辐射

 分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射,利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒子的运动行为,并在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明,对于能量为100 MeV左右的电子,辐射能量可达keV量级（X能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为X激光或γ激光的可能性。     

金属薄膜中磁性交换耦合的量子阱效应机制研究新进展

通过对电子在量子阱中的运动行为与经典的弦振动的类比，形象地介绍了金属薄膜中磁性交换耦合的量子阱效应机制研究新进展。电子的几率密度变化周期依赖于双量子阱系统的对称性，其振荡周期符合一个晶格调制渡的理论预言双量子阱系统电子波函数的宇称和量子数的变化。     

引入反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱的电子跃迁

 鉴于“方形”势阱过于简单和理想，引入了反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱中的电子运动行为。在量子力学框架内，把电子的Schrodinger方程化为了超几何方程, 并以Ga^1-xAl^xAs-GaAs- Ga^1-xAl^xAs量子阱为例计算了电子的带内跃迁和带间跃迁。结果表明，能级数目和跃迁能量与阱深、阱宽等系统参数有关，只需适当调节这些参数就可望实现对超晶格量子阱光电特征的调节与控制。     

粗糙界面对Bi2Te3/PbTe超晶格热电优值影响的理论分析

以Bi2Te3/PbTe超晶格薄膜为例,分析电子在Bi2Te3量子阱中的输运过程,综合了薄膜的经典散射效应和理想量子效应,并以此混合效应为基础,在PbTe障碍层厚度一定时,模拟计算了两种混合效应中量子效应占不同比例时,Bi2Te3/PbTe超晶格热电优值的变化.在镜面反射占混合效应的0 3时,得到的热电优值与当前报道的量子阱超晶格的实验值接近.     

非完整超晶格中电子透射问题的计算机模拟

采用转移矩阵方法,模拟研究了垒高无序和阱宽无序非完整超晶格的电子态问题.计算了垒高无序有限超晶格的透射谱和其局域态波函数以及阱宽无序有限超晶格的透射谱和本征值,直观地给出了垒高无序和阱宽无序非完整有限超晶格其电子态行为的物理图像.模拟结果表明:垒高无序和阱宽无序这两种常见非完整一维有限超晶格的子带带隙间均存在强烈的电子运动定域化,且电子波的布喇格散射对周期性势场更敏感;这两种非完整性引起的局域,通过计算电子局域态波函数和有限系统的本征值得到了证实;对本文讨论的这种类型和周期的超晶格,如果控制阱宽在9.1～10.9nm间随机变化,即阱宽的值最大相差1.8岫时,计算机模拟的结果是,阱宽的这种非周期性开始使子带的带隙消失.     

粗糙界面对Bi2Te3/PbTe超晶格热电优值影响的理论分析

以Bi₂Te₃/PbTe超晶格薄膜为例,分析电子在Bi₂Te₃量子阱中的输运过程,综合了薄膜的经典散射效应和理想量子效应,并以此混合效应为基础,在PbTe障碍层厚度一定时,模拟计算了两种混合效应中量子效应占不同比例时,Bi₂Te₃/PbTe超晶格热电优值的变化.在镜面反射占混合效应的0.3时,得到的热电优值与当前报道的量子阱超晶格的实验值接近. 关键词： 超晶格 粗糙界面 热电优值     

超晶格和量子阱研究中的若干问题

本文对半导体超晶格和量子阱的特点、研究对象及现状作了评述．着重讨论了在理论上和应用上都有重要意义的三个问题，即量子阱激光器、量子阱中的激子和多量子阱中的垂直输运．     

电子在周期驱动耦合量子阱中的振荡

通过精确求解含时的量子体系，研究了在周期耦合驱动下电子在两量子阱中的受迫振荡.电 子在双量子阱间的隧穿可由周期性外场控制.得到了电子被囚禁在单一量子阱中的条件. 关键词： 量子阱 受迫振荡 周期驱动     

引入n型InGaN/GaN超晶格层提高量子阱特性研究

利用金属有机物化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN/GaN量子阱结构. 研究了引入n型InGaN薄层或InGaN/GaN超晶格层的量子阱特性,结果表明通过引入n型InGaN薄层或InGaN/GaN超晶格层缓解了量子阱有源区中的应力,改善了多量子阱表面形貌,减少了V型缺陷密度,而且提高了多量子阱的光致发光强度,从而也改进了LED的发光效率. 关键词： InGaN/GaN多量子阱 原子力显微镜 X射线双晶衍射 光致发光     

Ⅰ类超晶格势阱中能级分布及电子跃迁规律研究

在研究大量实验曲线的基础上,指出势阱所有能级均有一定的宽度,电子或空穴在各能级中出现的概率符合正态分布,从理论上分析了I类超晶格和双势垒单势阱的发光光谱与吸收光谱.解释了GaAs/Ga1－xAlxAs多量子阱和超晶格吸收光谱吸收边及量子阱变窄时各吸收峰的“蓝移现象”及GaAs/Ga1－xAlxAs双势垒单量子阱样品的电流—电压特性曲线及电导—电压特性曲线的特征和出现的“负阻效应”.     

正切平方势单量子阱的本征值和本征函数

鉴于“方形”势阱描述量子阱中的电子运动行为过于简单、过于理想,引入了正切平方势来代替,使结果得到了改善。在量子力学框架内,利用正切平方势把电子的Schrdinger方程化为超几何方程,利用系统参数和超几何函数严格地求解了电子的本征值和本征函数,并以Ga_1-xAl_xAs-GaAs-Ga_1-xAl_xAs量子阱为例计算了电子的能级和能级之间的跃迁。结果表明,电子在量子阱中的能量是量子化的,而相邻能级之间的跃迁给出与实验进一步符合的结果。     

正弦平方势与掺杂超晶格双稳态系统的全局分叉

掺杂超晶格是对同一材料交替掺入n-型和p-型杂质,形成n-i-p-i-n-i-p-i…一维阵列的周期结构。由于交替掺杂,衬底材料的导带受到周期调制形成一个个十分类似于正弦平方形式的量子阱。引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分找到了无扰动系统的解和粒子振动周期,利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值。结果表明,对于异宿轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,系统出现了Smale马蹄变换意义上的混沌振荡。对于振荡型周期轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,产生了奇阶振荡型次谐分叉。注意到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析。     

超晶格量子阱作为光学双稳态器件的相平面特征及其稳定性

辐射强度与量子阱沟道的接受度有关,而接受度的大小则直接取决于量子阱宽度、深度以及电子束流的品质等因素.电子束可以用离子注入机或加速器提供,也可以用电压偏置的方法来获得.利用加速器理论中的相平面分析方法,分析了这种双稳态系统的相平面特征及其稳定性.引入正弦平方势,在经典力学框架内和电压偏置情况下,把粒子运动方程化为具有固定力矩的摆方程,用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和振动周期,并用数值方法分析了扰动情况下的相平面特征和系统的稳定性.为超晶格量子阱光学双稳态器件的设计提供了基本的理论分析.     

双频激励下超晶格系统的混沌行为

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制; 引入正弦平方势, 在小振幅近似下, 把粒子运动方程化为具有双频激励的Duffing方程。 用Melnikov方法分析了系统的混沌行为。 结果表明, 当外场为双频激励时, 系统将存在不同的次谐和超次谐分叉序列。 由于系统的混沌行为与系统参数有关, 于是, 只需控制材料组分、 或掺杂浓度, 就可望达到避免或控制混沌的目的, 为半导体超晶格的制备及其光磁电效应提供了理论分析。     

Quantum tunnel reflectors and superlattices on their basis

A dispersion relation ε (q) is derived for electrons in a planar superlattice constructed in the form of a quantum well that is coupled by tunneling with a periodic array of parallel strip-shaped quantum wires. A narrow miniband inside of the substantially wider gap is demonstrated for special resonance conditions. Since the obtained spectra are very sensitive to correlation of different array parameters they can be tuned and detuned easily.     

准周期激励与应变超晶格的动力学稳定性

假设超晶格锯齿形沟道对粒子的作用等效为形状相似的周期场作用. 在经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和双频激励项的摆方程. 用Melnikov方法对单频激励系统的分叉与混沌进行分析;用Lyapunov方法对双频激励系统的稳定性进行讨论. 结果表明：在弱非线性情况下,双频激励系统存在局域不稳定,且这种不稳定将向全局扩展,直至混沌的出现;导致混沌的双频激励强度远小于单频激励强度;外加一个适当的超声场可望将这种敏感钝化,使系统的稳定性得到改善. 关键词： 超晶格 准周期激励 混沌 稳定性     

Progress in Symmetric and Asymmetric Superlattice Quantum Well Infrared Photodetectors

Herein, two challenges are addressed, which quantum well infrared photodetectors (QWIPs), based on III‐V semiconductors, face, namely: photodetection within the so‐called “forbidden gap”, between 1.7 and 2.5 microns, and room temperature operation using thermal sources. First, to reach this forbidden wavelength range, a QWIP which consists of a superlattice structure with a central quantum well (QW) with a different thickness is presented. The different QW in the symmetric structure, which plays the role of a defect in the otherwise periodic structure, gives rise to localized states in the continuum. The proposed InGaAs/InAlAs superlattice QWIP detects radiation around 2.1 microns, beyond the materials bandoffset. Additionally, the wavefunction parity anomaly is explored to increase the oscillator strength of the optical transitions involving higher order states. Second, with the purpose of achieving room temperature operation, an asymmetric InGaAs/InAlAs superlattice, in which the QW with a different thickness is not in the center, is used to detect infrared radiation around 4 microns at 300 K. This structure operates in the photovoltaic mode because it gives rise to states in the continuum which are localized in one direction and extended in the other, leading to a preferential direction for current flow.     

Fractional quantum Hall states of atoms in optical lattices

We describe a method to create fractional quantum Hall states of atoms confined in optical lattices. We show that the dynamics of the atoms in the lattice is analogous to the motion of a charged particle in a magnetic field if an oscillating quadrupole potential is applied together with a periodic modulation of the tunneling between lattice sites. In a suitable parameter regime the ground state in the lattice is of the fractional quantum Hall type, and we show how these states can be reached by melting a Mott-insulator state in a superlattice potential. Finally, we discuss techniques to observe these strongly correlated states.     

Lindhard势与形变超晶格系统的共振现

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制; 利用Lindhard 展开势, 并在小振幅近似下, 将面沟道粒子的运动行为化为了具有硬特性的弹簧振子。 利用多重尺度法分析了共振线附近的粒子运动行为, 讨论了系统的主共振、 子共振和超共振。 计算了超晶格“折沟道”临界斜率与系统参数之间的关系, 为研究超晶格光磁电效应提供了理论分析。It is assumed that a periodic modulation is equivalent to the deflected channel of the superlattice. In the small amplitude approximation the particle motion equation has been reduced to the Duffing equation with a hard-spring properties by using Lindhard expanded potential. The main resonance, the sub-harmonic resonance and the super-harmonic resonance have been analysed by the multi-scale technique. The critical parameter of the deflected channelling has been calculated, the results provided a theory analyse for the photo-magneto-electric effects of the superlattice. 