半导体激光器的进展（Ⅱ）

５量子阱半导体激光器量子阱的概念早在量子力学的教科书中就作为基本的教材来讨论，两个高势能的阱壁夹住一个低势能阱底，构成了一个势阱，落入阱中的自由电子将在空间中被定域在阱内运动．如果是一维的势阱，则阱壁平面是无限大的，阱中的电子在阱壁平面仍然可以自由运动，然而在垂直阱壁方向却受到了阱壁的定域限制．电子将不断在二阱壁间来回反射，如果阱壁势能很高又很厚，则阱中电子就完全被约束在阱内．半导体双异质结构就是这样一个半导体势阱．如果把阱的宽度缩小到１００Ａ以下的量级，它与电子的德布罗意波长（或电子自由程）相…     

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     

量子阱数量变化对双波长LED作用的研究

采用软件理论分析的方法分析了InGaN/GaN量子阱数量变化对双波长发光二极管发光光谱、内量子效率、电子空穴浓度分布、溢出电流等产生的影响.分析结果表明,量子阱数量的增加会引起载流子分配不均的现象,所以量子阱数量的增加并不能有效地提升载流子复合率、内量子效率和发光强度,还会引起开启电压升高的现象,影响能量转化效率.此外,不同发光波长的量子阱数量的增加会引起发光光谱强度的变化. 关键词： 量子阱 数量 数值模拟 双波长发光二极管     

量子阱中的玻色凝聚问题

介绍了一种新的量子阱结构中激子问题的研究方法，即输运量蒙特卡罗模拟计算，利用这种方法，我们研究了磁场下ＩＩ型量子阱中激子的状态，并进一步讨论了在一个电子－空穴分离的系统中，玻色凝聚态存在可能性问题。     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

甚长波量子阱红外探测器的暗电流特性研究

基于载流子在量子结构中的输运理论研究了甚长波量子阱红外探测器(峰值响应波长15μm，量子阱个数大于40)的载流子的输运性质.研究结果表明，在甚长波量子阱红外探测器中，电流密度一般很低，暗电流主要来源于能量高于势垒边的热激发电子.通过薛定谔方程和泊松方程以及电流的连续性方程的自洽求解，发现外加偏压下电子浓度在甚长波器件各量子阱的分布发生较大变化，电场在整个器件结构上呈非均匀分布，靠近发射极层的势垒承担的电压远远高于均匀分布的情形.平带模型假定电压在器件体系上均匀分布，导致小偏压下的理论计算值远远低于实验值. 关键词： 甚长波量子阱红外探测器 量子波输运 暗电流     

对称GaAs/Al0.3Ga0.7As双量子阱中激子的束缚能

在有效质量近似下采用简单的尝试波函数变分地计算了对称GaAs/Al_0.3Ga_0.7As双量子阱中激子体系束缚能，研究了体系束缚能随阱宽和垒宽的变化情况. 发现双量子阱中激子体系束缚能随阱宽变化同单量子阱情况类似，但束缚能的峰值出现在阱宽为10?左右，峰值位置小于单阱的情况；束缚能随垒宽的增加有一极小值，这与波函数向垒中的渗透有关.     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究具有束缚势的无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

量子点量子阱中的三阶非线性光学特性的研究

利用紧致密度矩阵近似方法，研究了一个特殊量子点量子阱中的三阶非线性光学特性(三次谐波产生)，得到了量子点量子阱系统的三次谐波产生系数的解析表达式，而且考虑了量子点量子阱系统中的两种电子束缚态-壳层阱内与阱外两种束缚态。对CdS/HgS构成的典型的量子点量子阱进行了数值计算，得到了10^-15(m／v)^2量级的三次谐波产生系数，并且绘出了三次谐波产生系数作为量子点量子阱的尺寸和泵浦光子能量的函数曲线，最后对曲线的特征及其形成的原因进行了解析。     

固定波长应变量子阱的设计与比较

针对ｌｎＧａＡｓＰ材料，我们比较了不同应变与阱宽组合的固定波长应变量子阱特性压应变下量子阱的应变量越大，阱宽越窄，其能带结构越理想张应变下主要由于电子与轻空穴的偶极矩阵元比电子与重空穴的大，以及其较大的态密度，使得张应变量子阱的微分增益比压应变和匹配量子阱的大得多如果固定的张应变量只能使第一子带为ＬＨ，第二子带为ＨＨ，则存在一个最优的阱宽，阱宽太小不能消除ＬＨＩ与ＨＨ２的耦合，阱宽太大又会带来ＬＨ３与ＨＨ２的耦合，同样会有不利影响     

Intersubband absorption in strained AlGaN/GaN double quantum wells

The intersubband absorption of the four-energy-level system in strained AlGaN/GaN double quantum wells is calculated by considering the polarization effect and the strain modification on material parameters (e.g., the conduction band offset, the electron effective mass and the static dielectric constant). It is found that the electron wavefunctions mainly locate at the left well and penetrate into the left barrier. The absorption spectrum exhibits multiple peaks contributed by different transitions. The position and height of absorption peaks are not very sensitive to the structural parameters (i.e., composition and thickness) of the central barrier because of the strong built-in electric field. However, the coupling between two wells can be enhanced by strain modulation.     

双三角量子阱中不对称性及掺杂浓度对电子拉曼散射的影响(英文)

在有效质量近似下,从理论上研究了非对称双三角量子阱的拉曼散射。推导了导带子带间电子跃迁的微分散射截面表达式,以GaAs/AlxGa1-xAs材料为例进行了数值计算。结果表明,散射光谱不仅与掺杂浓度有关,而且与双量子阱的不对称性有关,随着量子阱不对称性的增加或掺杂浓度的减少,散射峰发生了红移。本工作对设计新型微电子和光电子器件有一定的指导意义。     

CdSe/ZnSe复合结构非对称量子阱的发光特性

利用MOCVD技术在GaAs衬底上外延生长了非对称量子阱结构CdSe/ZnSe材料,通过对其稳态变温光谱及变激发功率光谱,研究了其发光特性。稳态光谱表明:在82～141K时,观测到的两个发光峰来源于不同阱层厚度的量子阱激子发光,用对比实验验证了高能侧发光的来源。宽阱发光强度先增加后减小,将其归结为激子隧穿与激子热离化相互竞争的结果。通过Arrhenius拟合,对宽阱激子热激活能进行了计算。82K时变激发功率PL光谱表明:由于激子隧穿的存在,使得窄阱发光峰位不随激发功率变化而变化,宽阱发光峰位随激发功率增加发生了蓝移,并对激子隧穿进行了实验验证。     

Phase dependence of cross-phase modulation in asymmetric quantum wells

We study the Kerr nonlinearity associated with cross-phase modulation based on electromagnetically induced transparency in asymmetric double quantum wells. It is shown that, different from atomic system, not only the nonlinear dispersion and absorption but also the linear absorption depends on the relative phase of the laser fields because of the Fano interference. By choosing the parameters appropriately, large cross-phase modulation with nearly vanishing two-photon absorption, even π phase shift with single photon level, could be achieved in the asymmetric quantum wells.     

A tunable terahertz-band oscillator based on a two-well nanostructure with a coherent electron subsystem

A theory of coherent resonance tunneling of electrons in a two-well nanostructure (TWNS) in the presence of a strong electromagnetic field is developed. The TWNS consists of two identical tunnel-coupled quantum wells to which a dc electric field is applied. Radiative transitions occur between two levels that arise due to the interwell interference and the dc electric field. The wavefunctions and polarization currents in the TWNS are found in the case of a strong electromagnetic field, and the oscillation power is determined as a function of the coherent pumping current and the parameters of the structure. It is shown that oscillations are possible in the relevant terahertz band, with fine frequency tuning by a dc field. It is found that the interference of electrons between quantum wells plays a crucial role. This interference significantly suppresses the effect of the electromagnetic field on the resonance tunneling and enhances the oscillation up to the highest possible level. It is proved that there exists an optimal regime of strong-field oscillations without inverse population and saturation, which are inherent in conventional lasers.     

Optical and electronic properties of single modulation doped GaAs/AlGaAs V-grooved quantum wire modified by ion implantation

1 Introduction Recently, there is considerable interest in the fabrication and study of quasi-one di-mensional quantum wires (QWRs) due to their potential application for novel optoelec-tronic devices such as QWR laser array [1,2] etc. Among the various techniques devel-oped for producing quasi-one dimensional (quasi-1D) QWRs, the self-organized growth on patterned substrates has been proven to be one of the most promising methods, due to the simplicity of fabrication[3―5]. The QWR is fa…     

Electro-optical probing of envelope wavefunctions in GaAs/AlGaAs parabolic quantum well structures

We report on a systematic experimental and theoretical study of the interband electroabsorption in GaAs/AlGaAs parabolic quantum well structures. Investigating a sample with an appropriately designed well width, we are able to observe a complex interplay of various electro-optical effects. The obtained results can be interpreted in terms of probing the electric-field dependent overlaps between the harmonic oscillator type envelope wavefunctions of electrons and holes.     

半导体量子阱中激子波函数及其 Fourier系数的计算和应用

利用准玻色子方法发展的激子动力学方程是研究半导体纳米结构中激子超快动力学的有效理论手段. 为了将这种方法应用于半导体量子阱, 需要知道量子阱中的激子波函数及其在动量空间的表示, 从而得到激子动力学方程中所必须的系数. 详细讨论了理想和实际量子阱中的激子波函数, 特别是其在动量空间的表示, 并进一步讨论了激子动力学方程中所必须系数的计算方法. 通过求解这些系数, 对量子阱中因激子密度变化而引起的太赫兹脉冲作用下激子能级间跃迁过程中的非线性效应进行了理论预测, 得到了与实验符合很好的结果.     

半导体中的自旋弛豫--从体材料到量子阱、量子线、量子点

本文对半导体中的自旋弛豫过程给出一个简要的回顾,介绍了半导体材料从体材料到量子阱、量子线、量子点不同维数的结构中各种自旋弛豫过程,主要关注了自旋去相位和相干控制。对于不同材料中的各种弛豫机制,关注的重点在于如何能够在实验上以一种可以控制的方式来改变可调参数从而达到控制自旋弛豫过程。这些参数主要有电场、磁场、温度、应变、有效g因子等等。本文的组织上,首先介绍研究前景,第1部分简要介绍了自旋弛豫的四种机制。第2部分按照维数的不同将半导体中自旋弛豫分为3个部分:体材料、量子阱、量子线、量子点,在每一部分中又基本上按照电子、空穴、激子的顺序进行了简要的总结:对于不同的载流子,考虑了自旋弛豫对可调参数的依赖关系。这些结果要么试图解释了已有的实验结果,要么从理论上给出预言从而给实验指明了方向,为室温下可以使用的自旋电子学器件设计提供了依据,为固态量子计算和量子信息处理铺平了道路。最后简单地给出展望。     

半导体中的自旋弛豫——从体材料到量子阱、量子线、量子点

本文对半导体中的自旋弛豫过程给出一个简要的回顾,介绍了半导体材料从体材料到量子阱、量子线、量子点不同维数的结构中各种自旋弛豫过程,主要关注了自旋去相位和相干控制。对于不同材料中的各种弛豫机制,关注的重点在于如何能够在实验上以一种可以控制的方式来改变可调参数从而达到控制自旋弛豫过程。这些参数主要有电场、磁场、温度、应变、有效g因子等等。本文的组织上,首先介绍研究前景,第1部分简要介绍了自旋弛豫的四种机制。第2部分按照维数的不同将半导体中自旋弛豫分为3个部分:体材料、量子阱、量子线、量子点,在每一部分中又基本上按照电子、空穴、激子的顺序进行了简要的总结:对于不同的载流子,考虑了自旋弛豫对可调参数的依赖关系。这些结果要么试图解释了已有的实验结果,要么从理论上给出预言从而给实验指明了方向,为室温下可以使用的自旋电子学器件设计提供了依据,为固态量子计算和量子信息处理铺平了道路。最后简单地给出展望。