抛物量子阱中束缚极化子的极化势和结合能

利用改进的Lee-Low-Pines(LLP)方法,用变分法计算了无限深抛物量子阱中同时考虑与体纵光学声子和界面纵光学声子相互作用的束缚极化子的极化势和结合能.数值计算得出:阱宽较大时极化势很小,阱宽较小时极化势较大,所以对于较窄的抛物阱必须考虑极化势.对于给定阱宽的抛物阱,随着远离阱中心极化势迅速减小,当到达阱的界面附近极化势又开始增大.阱宽较小时,束缚极化子的结合能随着阱宽L的增大而急剧减小;阱宽较大时,结合能减小的非常缓慢,最后接近体材料中的三维值.     

氮化物抛物量子阱中类氢杂质态能量

采用变分方法研究氮化物抛物量子阱(GaN/Al_xGa_1-xN)材料中类氢杂质态的能级,给出基态能量、第一激发态能量、结合能和跃迁能量等物理量随抛物量子阱宽度变化的函数关系.研究结果表明,基态能量、第一激发态能量、基态结合能和1s→2p±跃迁能量随着阱宽L的增大而减小,最后接近于GaN中3D值.GaN/Al_0.3Ga_0.7N抛物量子阱对杂质态的束缚程度比GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱强,因此,在GaN/Al_0.3-Ga_0.7N抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子比在GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子稳定.     

外电场作用下纤锌矿氮化物抛物量子阱中极化子能级

The energy levels of a polaron in a wurtzite nitride finite parabolic quantum well (PQW)are studied by a modified Lee-Low-Pines variational method. The ground state of the polaron, the transition energy from first exited state to the ground state and the 关键词： 氮化物抛物量子阱 电子-声子相互作用 极化子     

电子-声子相互作用对正切平方量子阱中光吸收系数的影响

从理论上研究了电子-声子相互作用对正切平方量子阱中光吸收系数的影响,首先利用微扰论方法求出考虑极化子效应时正切平方量子阱的波函数和能级,然后利用密度矩阵算符理论和迭代法得到光吸收系数的解析表达式,最后以典型的GaAs/AlGaAs正切平方量子阱为例进行数值计算。结果表明,极化子效应对线性吸收系数、三阶非线性吸收系数和总吸收系数都有显著的影响,在相同光强的情况下极化子效应使光饱和吸收现象更加明显;考虑电声相互作用后,总吸收系数的改变量随着势阱宽度b的减小和势阱深度V0的增加而增大。     

外电场下应变量子阱中电子与空穴的本征态

考虑自发与压电极化引起的内建电场,自由电子-空穴气屏蔽效应和外加电场,基于常微分数值计算,自洽求解电子与空穴的薛定谔方程和泊松方程以获得基态能级。以典型的GaN/A lxGa1-xN纤锌矿氮化物应变量子阱为例,通过数值求解,得到电子与空穴的本征基态能和相应本征波函数。计算结果表明:沿量子阱生长方向所施加的外加电场将抵消阱中内建电场的作用,阱结构的弯曲程度略显平缓,使电子(空穴)本征波函数逆(顺)着外电场方向移动,且均向阱中心移动,波峰峰值增加,隧穿几率减小;在固定外电场情况下,电子与空穴基态能级随阱宽的增加而减小,随掺杂组分的增加而增加,表明外加电场对内建电场有所削弱以及量子限制作用对电子(空穴)基态能有显著的影响。     

纤锌矿MgxZn1-xO/Mg0.3Zn0.7O抛物量子阱中极化子能级

采用改进的Lee-Low-Pines(LLP)中间耦合方法研究纤锌矿Mg x Zn1-x O/Mg0.3Zn0.7O抛物量子阱材料中的极化子能级,给出极化子基态能量、跃迁能量(第一激发态到基态)和不同支长波光学声子对电子态能级的贡献随量子阱宽度d的变化规律。理论计算中考虑了纤锌矿Mg x Zn1-x O/Mg0.3Zn0.7O抛物量子阱材料中声子模的各向异性和介电常数、声子(类LO和类TO)频率等随空间坐标Z变化(SD)效应对极化子能量的影响。结果表明,Mg x Zn1-x O/Mg0.3Zn0.7O抛物量子阱中电子与长波光学声子相互作用对极化子能级的移动很大,使得极化子能量明显降低。阱宽较小时,半空间长波光学声子对极化子能量的贡献较大,而定域长波光学声子的贡献较小;阱宽较大时,情况则正好相反。在d的变化范围内,电子与长波光学声子相互作用对极化子能级的移动(约67~79 meV)比Al x Ga1-x As/Al0.3Ga0.7As抛物量子阱中的相应值(约1.8~3.2 meV)大得多。因此,讨论ZnO基量子阱中电子态问题时要考虑电子与长波光学声子的相互作用。     

量子阱中电子-LO声子相互作用引起共振喇曼散射的不对称线形

提出在量子阱中,由于连续态电子与LO声子相互作用,通过对量子阱进行某种设计,并以特定的激光频率入射,可以导致Raman谱中很强的Fano现象.以GaAs-Al_2Ga_(1-x)As为例计算了几种量子阱结构下的不对称参量q,并给出了相应的Fano线形 关键词：     

闪锌矿GaN量子点中类氢杂质态的束缚能

在有效质量近似下,用变分法研究了闪锌矿GaN/AlxGa1-xN单量子点中的类氢杂质态。结果表明量子点中的杂质位置和量子点结构参数（量子点高度H、半径R及Al含量x）对施主束缚能有很大的影响。当杂质位于量子点中心时,施主束缚能 有最大值。此外,施主束缚能 随着量子点高度H（半径 ）的增大而减小,随着量子点中Al含量x的增大而增大。     

量子阱中极化子的声子平均数

采用有效质量近似下的变分法,考虑到电子同时与表面光学声子和体纵光学声子相互作用,研究了无限深量子阱中极化子的表面光学声子平均数,体纵光学声子平均数和光学声子平均数。讨论了电子与体纵光学声子耦合强度α,阱宽L和势垒材料Al_xGa_1-xAs中Al的含量x对上述光学声子平均数的影响。以GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱为例进行了数值计算。结果表明:量子阱中表面光学声子平均数随耦合强度α,阱宽L和Al含量x增大而增大。量子阱中体纵光学声子平均数随耦合强度α,阱宽L的增大而增大。光学声子平均数随耦合强度α,阱宽L和Al含量x的增大而增大。     

稳恒电、磁场中量子阱内极化子的基态能量

采用Ｌａｒｓｅｎ谐振子算符代数运算与变分波函数相结合的方法，研究处于与生长轴方向平行的稳恒电、磁场中量子阱内的电子——体纵光学声子相互作用系统。得到系统包括二级微扰修正的、作为量子阶宽度、电子－声子耦合常数以及电、磁场强度函数的基态能量表达式。结果表明：对电子基态能量的极化影响，随阱宽及电场强度的增大而减弱，而随磁场强度的增大而增强。 关键词：     

Polaronic Effects on the Impurity Binding Energy in a Polar Crystal Slab Within an Electric Field

The effects of the interaction between electron and bulk longitudinal optical (LO) phonon and surface optical (SO) phonon on the impurity binding energy of the ground state in a polar crystal slab within an external electric field are derived by using the method of a variational wavefunction. The binding energy of the bound polaron is obtained as a function of the impurity position, the slab thickness and the electric field strength. It is found that the polaronic correction to the impurity binding energy by the SO phonon may be enhanced and that by the LO phonon may be reduced with increasing electric field strength. And the effect of the electron-phonon interaction is quite important in increasing the values of binding energy.     

Electronic States of a Shallow Hydrogenic Donor Impurity in Different Shaped Semiconductor Quantum Wells

The shallow hydrogenic donor impurity states in square, V-shaped, and parabolic quantum wells are studied in the framework of effective-mass envelope-function theory using the plane wave basis. The first four impurity energy levels and binding energy of the ground state are more easily calculated than with the variation method. The calculation results indicate that impurity energy levels decrease withthe increase of the well width and decrease quickly when the well width is small.The binding energy of the ground state increases until it reaches a maximum value,and then decreases as the well width increases. The results are meaningful andcan be widely applied in the design of various optoelectronic devices.     

磁场下半导体GaAs/AlxGa1-xAs异质结中的杂质态

对异质结势采用三角势近似,考虑屏蔽效应,用变分法讨论磁场下半导体异质结系统中的施主杂质态,数值计算了GaAs/AlxGa_1-xAs单异质结系统中杂质态结合能随磁场的变化关系。结果表明,由于外界磁场使界面附近束缚于正施主杂质的单电子波函数的定域性增强,从而对杂质态的结合能有明显的影响,结合能随磁感应强度的增强而显著增大。还计算了杂质位置、电子面密度产生的导带弯曲以及屏蔽效应诸因素对结合能的影响。结果显示,结合能对电子面密度和杂质位置的变化十分敏感,屏蔽则使得有效库仑吸引作用减弱而导致结合能明显下降。     

外场下压力及屏蔽对无限深量子阱中施主结合能的影响

考虑外加磁场、压力及屏蔽效应,利用变分方法数值计算GaN/AlxGa1-xN无限深量子阱系统中的杂质态结合能。给出结合能随磁场和阱宽的变化关系,同时讨论了有无屏蔽时的区别。结果表明:在磁场和压力作用下,结合能随阱宽的增大而减小;阱宽和压力一定时,结合能随磁场的增大而增大。屏蔽效应使得有效库仑吸引作用减弱而导致杂质态结合能显著下降。屏蔽效应对结合能的影响随压力增大而增强,随磁场强度增大而减弱。     

Bound States and the Third Harmonic Generation in an Electric Field Biased Semi-parabolic Quantum Well

Within the framework of the compact density matrix approach, the third-harmonic generation (THG) in an electric-field-biased semi-parabolic quantum well (QW) has been deduced and investigated. Via variant of displacement harmonic oscillation, the exact electronic states in the semi-parabolic QW with an applied electric field have also been obtained and discussed. Numerical results on typical GaAs material reveal that, electric fields and confined potential frequency of semi-parabolic Q W have obvious influences on the energy levels of electronic states and the THG in the semi-parabolic Q W systems.     

Bound States and the Third Harmonic Generation in an Electric Field Biased Semi-parabolic Quantum Well

Within the framework of the compact density matrix approach, the third-harmonic generation (THG) in an electric-field-biased semi-parabolic quantum well (QW) has been deduced and investigated. Via variant of displacement harmonic oscillation, the exact electronic states in the semi-parabolic QW with an applied electric field have also been obtained and discussed. Numerical results on typical GaAs material reveal that, electric fields and confined potential frequency of semi-parabolic QW have obvious influences on the energy levels of electronic states and the THG in the semi-parabolic QW systems.     

纤锌矿GaN柱形量子点中类氢施主杂质态

在有效质量近似和变分原理的基础上,选取含两个变分参数的波函数,研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1-xN单量子点中类氢施主杂质体系的结合能随量子点(QD)尺寸以及杂质在量子点中位置的变化,并与以前使用不同尝试波函数的计算结果进行了比较。结果表明:由我们选取的两变分参数波函数得到的结果与前人选取的两变分参数波函数得到的结果相比有所改进,而与选取一个变分参数波函数得到的结果一致。同时我们还计算了体系的维里定理值随量子点半径的变化情况,所得结果与前人工作结果一致,说明本文选取的两变分参数波函数能很好地描述柱形量子点中施主杂质态的运动。     

在磁场作用下含有杂质的半导体量子环中电子的能级

由于量子环特殊的结构,我们尝试过不少方法,发现一般传统方法很难求解薛定谔方程,故很难求出它的波函数和能级。国内外很多学者从事这方面的研究,但发表的文献非常少。有必要寻找一些新的方法从事这方面的研究工作,本文中采用了B样条函数近似拟合波函数的方法,计算了一个在谐振子束缚势和磁场作用下含有杂质的二维量子环中的电子能级。研究了电子能级随磁场强度、束缚势的变化关系以及电子能级与量子环半径的关系。我们发现电子能级随磁场强度、束缚势强度的增强而增强;每一个能级都有一个最小值在特定的量子环半径上,并且随着能级的增加,最小值的位置向半径大的方向偏移。