弱耦合多原子半无限晶体中磁极化子的激发能量

近年来国内外对多原子极性晶体中磁极化子性质的研究十分活跃,Zorkani等采用变分法计算了束缚磁极化子的基态能量,Kandemir等采用束缚朗道态讨论了二维大磁极化子的基态和第一激发态能量,国内一些学者采用微扰法和新颖算符法讨论了多原子极性晶体中表面和体磁极化子的性质。采用线性组合算符和幺正变换,研究磁场中多原子半无限极性晶体中电子和光学声子弱耦合相互作用所产生的极化子的第一激发态能量及平均声子数。结果表明:当电子无限接近晶体表面时,磁极化子的基态能量仅为Landau能量;第一激发态能量为Landau基态能量的2倍;平均声子数等于各支与电子耦合的体光学声子数和表面光学声子数之和。而当电子处于晶体深处时,磁极化子的基态能量却为Landau基态能量与各支体光学声子以及表面光学声子分别耦合的能量之和;第一激发态能量仍为Landau基态能量的2倍;平均声子数等于各支与电子耦合的体光学声子数和与所处深度有关的各支体光学声子数之和,而与各支表面光学声子无关。     

磁场中极性晶体板内的强耦合极化子

采用推广的强耦合变分波函数方法，研究了在板面垂直方向施加磁场的极性晶体板内电子与体纵光学声子和表面光学声子强相互作用系统的能量和有效质量，得出了作为厚度和磁场强度函数的极化子的能量和有效质量表达式．对Cu₂O材料作了数值计算，并讨论极化子的基态能、电子与声子相互作用能以及有效质量随板厚及磁场强度变化的规律 关键词：     

声子和磁场对量子环中极化子性质的影响

采用求解能量本征方程、幺正变换和变分相结合的方法,研究声子和磁场对量子环中极化子性质的影响. 对KBr量子环的数值计算表明,电子或极化子的基态能量随量子环频率(或平均半径)的增大而增大,极化子基态能移随量子环频率的增大(或平均半径的减小)而减小,极化子中的平均声子数随量子环频率的增大(或平均半径的减小)而增大. 当有垂直磁场时,极化子基态能量和基态能移与外磁场及电子转动状态有关. 随着磁场强度的增大,基态能量出现简并且呈现非周期性振荡;能移随磁场强度的增大(或转动量子数绝对值的减小)而减小.     

磁场中强耦合表面极化子的性质

本文研究磁场中强耦合表面极化子的性质,采用线性组合算符法导出表面极化子的基态能量和振动频率.对AgCl和KCl晶体进行了数值计算.结果表明,磁场中强耦合表面极化子的振动频率随磁场的增加而增大,基态能量随磁场的增加而减少.     

多原子半无限晶体中表面极化子的内部激发态

研究多原子半无限晶体中电子与表面光学(SO)声子耦合强,而与体纵光学(LO)声子耦合弱的极化子的激发态性质.采用线性组合算符和幺正变换方法导出与SO声子耦合强而与LO声子耦合弱情形下极化子的基态能量、第一内部激发态能量和激发能量.结果表明,多原子半无限晶体中与SO声子耦合强,而与LO声子耦合弱的极化子的基态能量、第一内部激发态能量不仅包含不同支LO声子和不同支SO声子与电子耦合的能量,而且也包含不同支SO声子之间相互作用贡献的附加能量.激发能量与体纵光学声子无关.     

柱型量子点中极化子的重整化质量

应用线性组合算符方法和幺正变换方法,研究在量子阱和抛物势作用下的柱型量子点中极化子的重整化质量.结果表明,量子点中极化子的重整化质量随量子点高度的增加而减小;随耦合强度的增加而增加,这是由于电子与晶格振动之间的相互作用增强所致.而基态能量与量子点的尺度、特征频率、耦合强度、磁场等均有关,当极化子运动速度不变时,基态能量随量子点柱高的增加而减小;随特征频率和磁场强度的增加而增加.     

磁场对石墨烯中弱耦合极化子性质的影响

研究了磁场作用下石墨烯中电子与表面光学声子弱耦合情况下的极化子的性质。采用线性组合算符和Pekar变分法分别推导出了石墨烯中弱耦合极化子的基态能量E₀、第一激发态能量E₁和跃迁频率ω随磁场强度B和德拜截止波数k_d之间的变化关系。数值计算结果表明,极化子的基态能量E₀随磁场强度B变化的曲线（k_d一定时）和E₀随k_d的变化曲线（B一定时）均会分裂成对称的两条,并且当B一定时E₀的绝对值随k_d的增加而增加。在k_d一定时,极化子的第一激发态能量E₁和跃迁频率ω均为磁场B的增函数;在B一定时,E₁和ω均随k_d的增加而增大。     

多原子半无限晶体中极化子的激发能量

研究多原子半无限晶体中电子与表面光学SO声子和体纵光学LO声子强耦合的极化子的激发态的性质。采用线性组合算符和幺正变换方法导出强耦合情形下极化子的基态能量、第一内部激发态能量和激发能量。结果表明,多原子半无限晶体中强耦合极化子的基态能量、第一内部激发态能量和激发能量不仅包含不同支LO声子和不同支SO声子与电子耦合的能量,而且还包含不同支LO声子之间和不同支SO声子之间相互作用贡献的附加能量。     

抛物量子点中弱耦合磁极化子的性质

应用线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物量子点中磁极化子的基态性质。得出基态能和基态束缚能随有效束缚强度增大而减小,随回旋频率增大而增大。当有效柬缚强度给定,基态能量随电子-体纵光学声子耦合强度增加而减小。当有效束缚强度l0>0.3时,电子-体纵光学声子耦合强度的变化对量子点中弱耦合磁极化子的基态能量的影响变得显著。当有效束缚强度l0<0.3时,电子-体纵光学声子耦合强度的变化对基态能量影响很小。由于有效束缚强度与量子点受限强度的平方根成反比,所以量子点受限越强,基态能量、基态束缚能越大,电子一体纵光学声子耦合强度和磁场的变化对量子点的影响相对越小;当量子点受限变弱时,电子-声子耦合强度变化对量子点的影响变大,磁场对量子点的影响也变大,所以在量子点中,极化子对量子点的影响不容忽略。     

表面磁极化子的回旋共振性质

在磁场中有不少的极性晶体,电子和体纵光学声子的耦合弱,而与表面光学声子的耦合强。本文讨论电子和体纵光学声子耦合弱,与表面光学声子耦合强时对表面磁极化子的性质的影响。采用改进了的线性组合算符法导出了磁场中表面极化子的回旋共振频率和回旋共振质量,对AgCl晶体进行了数值计算。结果表明,磁场中表面极化子的回旋共振频率和回旋共振质量随磁场的增加而增加。     

声子之间的相互作用对量子线中磁极化子性质的影响

研究了量子线中弱耦合磁极化子的性质.采用线性组合算符和微扰法导出量子线中弱耦合磁极化子的基态能量.在计及电子在反冲效应中发射和吸收不同波矢的声子之间的相互作用时,讨论了量子线的受限强度、电子-LO声子耦合强度和声子之间相互作用对量子线中弱耦合磁极化子的基态能量的影响.数值计算结果表明:量子线中弱耦合磁极化子的基态能量随量子线的受限强度ω₀的增大而迅速增大.当受限强度ω₀取相同值时,电子-声子耦合强度α越大基态能量E₀越小,磁场的回旋频率ω_e越大基态能量E₀越大.在弱磁场情况下,当ω₀<0.5时,随着量子线的受限强度ω₀的减少p值迅速增大,即对于弱磁场声子之间相互作用的影响不能忽略.     

无限深量子阱中强耦合极化子的基态结合能

研究了无限深量子阱中极化子的基态性质,采用线性组合算符和变分相结合的方法导出了强耦合极化子的振动频率λ、基态能量E₀和基态结合能E_b,讨论了阱宽L和电子-LO声子耦合强度α对强耦合极化子的振动频率λ、基态能量E₀和基态结合能E_b的影响。通过数值计算,结果表明:强耦合极化子的振动频率和基态结合能随阱宽L的增大而减小,随电子-LO声子耦合强度α的增强而增大;基态能量随阱宽L的增大而减小,其绝对值随电子-LO声子耦合强度α的增强而增大;当量子阱阱宽L趋近于无限大和无限小两种极限情况下,分别与三维和二维极化子的结果相一致。     

抛物量子点中弱耦合磁极化子的振动频率和相互作用能

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法研究磁场中抛物量子点弱耦合磁极化子的性质,导出抛物量子点中磁极化子的振动频率和相互作用能与磁场、受限强度和电子声子耦合强度的关系.对GaAs晶体进行数值计算,结果表明,量子点受限强度越大,量子点弱耦合磁极化子的振动频率和相互作用能越大.     

束缚磁极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法分别导出弱、强耦合情形下束缚磁极化子的振动频率和基态能量.结果表明库仑场的存在使得磁极化子的基态能量的绝对值变小.     

库仑场对抛物量子点中强耦合极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了在库仑场束缚下抛物量子点中强耦合束缚极化子的振动频率和基态能量。并对其进行了数值计算,结果表明:强耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随量子点的有效受限长度的增加而减小,随电子-LO声子耦合强度的增加而增加,束缚极化子的基态能量随库仑势的增加而减小。     

耦合强度和磁场对极化子基态的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,推导出极化子基态与耦合强度和磁场强度的关系。数值计算表明:当磁场强度给定时,随着耦合常数α的增加,振动频率λ先减小后增大;基态能量E₀单调下降;自陷能E_0tr单调增大;Landau能E_0L先增大,达到最大值后又下降。当耦合强度给定时,随着磁场强度的增大,λ单调增大,且α愈小,λ增加愈快;基态能量E₀随磁场强度的增大而增大;自陷能E_0tr随着磁场强度的增大而略有增加;Landau能E_0L随着磁场强度的增大先增大,达到最大值后,又开始下降。     

磁场对非对称量子点中束缚磁极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究磁场对非对称量子点中弱耦合束缚磁极化子性质的影响。导出量子点中弱耦合束缚磁极化子振动频率和基态能量随量子点的横向和纵向有效受限长度、库仑束缚势、磁场的回旋共振频率和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中弱耦合束缚磁极化子的振动频率和基态能量随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大。振动频率随库仑束缚势和磁场的回旋共振频率的增加而增大。基态能量随库仑束缚势和电子-声子耦合强度的增加而减小。     

强耦合表面极化子的激发能量

采用线性组合算符方法及幺正变换方法研究了电子与表面光学(SO)声子和体纵光学(LO)声子均为强耦合的表面极化子的激发态性质.计算了体系的有效哈密顿量、振动频率和体系由基态向第一激发态跃迁所需的激发能量.     

磁场和耦合强度对极化子有效质量和平均声子数的影响

应用线性组合算符和幺正变换方法,研究磁场和耦合强度对极化子有效质量和平均声子数的影响.数值计算表明:极化子的有效质量随耦合强度的增加而增加,这是由于耦合强度增加时,电子与晶格振动之间的相互作用增加所致;而磁场强度增加时,有效质量是先增加,达到一个极大值后,再逐渐减少,出现共振现象.平均声子数随耦合强度的增加而增加,当磁场强度大于共振时的磁场强度时,随磁场强度的增加而减少,反之,结论相反.