光学材料 光电功能材料

O472．3 2005043124 量子点中强耦合极化子的性质=Properties of strong cou- pling polaron in quantum dot[刊,中]／陈时华(内蒙古民族大学物理与机电学院,内蒙古,通辽(028043)),肖景林／／发光学报,-2005,26(1),-27-31 采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合极化子的基态和激发态的性质。计算了基态和激发态极化子的结合能、光学声子平均数和极化子的共振频率。讨论了这些量对有效限制强度和电子-体纵光学声子耦合强度的依赖关系。结果表明,抛物量子点中极化子的     

抛物量子点中强耦合束缚极化子的性质

采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合束缚极化子的基态和激发态的性质。计算了束缚极化子的基态和激发态的能量、光学声子平均数。讨论了量子点的有效束缚强度和库仑束缚势对基态能量、激发态能量以及光学声子平均数的影响。数值计算结果表明:量子点中强耦合束缚极化子的基态和激发态能量及光学声子平均数均随量子点的有效束缚强度的增加而减小,基态、激发态能量随库仑束缚势的增加而减小,光学声子平均数随库仑束缚势的增加而增大。     

抛物量子点中强耦合束缚磁极化子的性质

采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合束缚磁极化子的基态和激发态的性质.计算了束缚磁极化子的基态和激发态的能量、光学声子平均数以及束缚磁极化子的共振频率.讨论了这些量对回旋频率和有效束缚强度以及库仑束缚势的依赖关系.数值计算结果表明:量子点中强耦合束缚磁极化子的基态能量和共振频率以及光学声子平均数均随量子点的有效束缚强度的增加而减小,基态能量随库仑束缚势的增加而减小,随回旋频率的增加而增大.     

抛物量子点中弱耦合激子的光学声子平均数

研究了电子-体纵光学声子弱耦合情况下,抛物量子点中激子的性质。在有效质量近似下,采用线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物量子点中弱耦合激子的基态能量和光学声子平均数。以GaAs半导体为例进行了数值计算,结果表明:弱耦合情况下,激子的光学声子平均数基态的能量和量子点受限强度的增大而减小,随量子点半径的增大而增大。     

量子点中极化子的内部激发态性质

采用Huybrechts线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物量子点中的强、弱耦合极化子的激发态性质。分别导出强、弱耦合情况下,抛物量子点中的极化子的第一内部激发态能量、激发能量、共振频率与量子点的有效受限长度和电子-声子耦合强度的关系。数值计算结果表明,量子点中弱耦合和强耦合极化子的内部激发态能量、激发能量和共振频率都随量子点的有效受限长度的减小而迅速增大。弱耦合极化子的第一内部激发态能量随电子-声子耦合强度的增加而减少;而强耦合极化子的振动频率随量子点的有效受限长度的减小而迅速增加。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电子-声子耦合强度的增加而减小。     

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。     

抛物量子点中强耦合磁极化子的性质

采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合磁极化子的基态和激发态的性质。计算了基态和激发态磁极化子的束缚能以及磁极化子的共振频率。讨论了这些量对回旋频率和有效限制强度的依赖关系,以及磁极化子光学声子平均数的性质,结果表明:由于Zeeman劈裂,抛物量子点中磁极化子的回旋共振频率劈裂为两支。基态和激发态磁极化子的束缚能以及磁极化子的共振频率都随回旋频率的增加而增大,随量子点的有效束缚强度的增大而减小。     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子点中弱耦合磁极化子电子周围光学声子平均数的影响。计及纵光学（ LO）声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、回旋共振频率以及电子－声子耦合常数之间的关系,电子周围光学声子平均数与声子色散系数以及电子－声子耦合常数的关系。数值计算结果表明在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量随声子色散系数的增大而减小;电子周围光学声子平均数随声子色散系数增大而增大,随电子－声子耦合常数的增大而增大。     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子点中弱耦合磁极化子电子周围光学声子平均数的影响．计及纵光学(LO)声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、回旋共振频率以及电子-声子耦合常数之间的关系,电子周围光学声子平均数与声子色散系数以及电子-声子耦合常数的关系．数值计算结果表明在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量随声子色散系数的增大而减小;电子周围光学声子平均数随声子色散系数增大而增大,随电子-声子耦合常数的增大而增大．     

抛物形量子点中弱耦合极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物形量子点中弱耦合极化子的基态能量和束缚能。计算结果表明,基态能量和束缚能随有效束缚强度增加而减小。随着有效束缚强度逐渐加大,最后逐渐趋于体结构极化子的基态能量。当有效束缚强度给定,基态能随电子-体纵光学声子耦合强度增加而减小。由于有效束缚强度与量子点受限强度平方根成反比,所以量子点受限越强,基态能和束缚能越大,电子-体纵光学声子耦合强度的变化对量子点的影响越小。当量子点受限变弱时,电子-体纵光学声子耦合强度变化对量子点的影响变大。所以在量子点弱受限区域,极化子对量子点的影响不容忽略。     

Strong Electron-Phonon Interaction Effect in Quantum Dots

Strong-coupling polaron in a parabolic quantum dot is investigated by the Landau-Pekar variational treatment. The polaron binding energy and the average number of virtual phonons around the electron as a function of the effective confinement length of the quantum dot are obtained in Gaussian function approximation. It is shown that both the polaron binding energy and the average number of virtual phonons around the electron decrease with increasing the effective confinement length. The results indicate that the polaronic effects are more pronounced in quantum dots than those in two-dimensional and three-dimensional cases.     

声子之间相互作用对量子点中极化子性质的影响

研究了抛物量子点中弱耦合极化子的性质。采用线性组合算符和微扰法,导出了抛物量子点中极化子的基态能量。当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,讨论了对量子点中极化子的基态能量的影响。通过数值计算,结果表明,量子点中极化子基态能量随量子点的有效受限长度的减小而迅速增大,随电子-LO声子的耦合强度的增加而减少。当l₀>1.4时,声子之间的相互作用不能忽略。     

声子色散对量子点中磁极化子性质的影响:压缩态变分法

采用基于逐次正则变换的变分方法研究了利用单模压缩态变换处理双线性项的情况下声子色散对抛物量子点中磁极化子性质的影响。首先,应用位移振子形式的幺正变换来对角化相关的哈密顿量,然后采用压缩态变换来处理在第一次幺正变换中产生的双线性项。计算了在声子色散影响下磁极化子的基态能量及电子周围平均声子数。讨论了在弱耦合情况下,受限长度、回旋频率、电子-声子耦合常数、色散系数分别与基态能量和平均声子数之间的依赖关系。我们可以得到基态能量随受限长度的减小和回旋频率的增加而迅速增大,随着色散系数的增大而降低,平均声子数随着色散系数的增大而减小。     

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.     

抛物量子点中极化子的温度依赖性

根据Pekar类型变分法在电子与声子强耦合的条件下计算了抛物量子点中强耦合极化子的基态能量.讨论了电子-声子耦合强度,量子点受限长度对基态能量的影响,同时引进温度参数并讨论了其对基态能量的影响,结果得出在低温的条件下,耦合强度和受限长度对基态的能量影响起主要作用;在高温的条件下,温度对基态的能量影响起主要作用,而耦合强度与受限长度的影响很小.