The ground-state lifetime of polaron in a parabolic quantum dot

This paper reports that the ground-state energy of polaron was obtained with strong electron-LO-phonon coupling by using a variational method of the Pekar type in a parabolic quantum dot. Quantum transition is occurred in the quantum system due to the electron-phonon interaction and the influence of temperature. That is the polaron transit from the ground-state to the first-excited state after absorbing a LO-phonon and it causes the change of the polaron lifetime. Numerical calculations are performed and the results illustrate that the ground-state lifetime of the polaron will increase with increasing the ground-state energy of polaron and decrease with increasing the electron-LO-phonon coupling strength, the confinement length of the quantum dot and the temperature.     

量子环中极化子的温度效应

采用求解能量本征方程和LLP幺正变换方法,研究了量子环中极化子的温度效应.数值计算表明:当温度较低时,温度对极化子的基态能量无影响,当温度较高时,极化子的基态能量随温度的升高而增大;还表明极化子的基态能量随电子-声子耦合强度的增大而减小,随电子受限程度的增强(即量子环内径增大或外径减小)而增大,说明其量子尺寸效应非常显著.     

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.     

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。     

量子点中束缚极化子性质的温度依赖性

采用线性组合算符和幺正变换方法研究抛物量子点中弱耦合束缚极化子性质的温度依赖性,导出了弱耦合束缚极化子的振动频率、基态能量和声子平均数随温度的变化关系。取ZnS晶体为例进行数值计算,结果表明:量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率、基态能量和声子平均数随温度的升高而增大。     

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.     

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。     

非对称量子点中极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了非对称量子点中强、弱耦合极化子的性质,导出了非对称量子点中强、弱耦合极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向、纵向有效受限长度,电子-声子耦合强度的变化关系.通过数值计算,结果表明,量子点中强、弱耦合极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向、纵向有效受限长度的减小而迅速增大.     

非对称量子点中弱耦合极化子的相互作用能

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法,研究非对称量子点中弱耦合极化子的性质.导出了非对称量子点中弱耦合极化子的振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度和电子-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极化子的振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应.     

量子点中弱耦合束缚极化子的内部激发态性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究库仑束缚势对量子点中弱耦合束缚极化子激发态性质的影响。计算了束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度,电子-声子耦合强度和库仑束缚势的变化关系。结果表明:量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度的减少而迅速增大,随库仑束缚势的增加而增大。     

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。     

Bound polaron in a quantum pseudodot under Rashba effect

In the present work, the influence of Rashba effect on bound polaron in a quantum pseudodot is studied. Using the Lee–Low–Pines unitary transformation method and the Pekar type variational procedure, we have derived an expression for the bound polaron ground state energy. The ground state energy as functions of the wave vector, the electron–phonon coupling strength, and quantum confinement size is obtained by considering different Coulomb bound potentials. It is found that (i) the ground state energy is decreased with raising the Coulomb bound potential, the electron–phonon coupling strength, and quantum confinement size. (ii) The ground state energy increases when the wave vector is increasing. (iii) The ground state energy splits into two branches (spin-up and spin-down) due to the Rashba effect.     

非对称量子点中弱耦合束缚极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了非对称量子点中弱耦合束缚极化子的性质。导出了非对称量子点中弱耦合束缚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,库仑束缚势和电子-声子耦合强度的变化关系。通过数值计算,结果表明:非对称量子点中弱耦合束缚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。     

声子色散对抛物量子点中极化子基态能量的影响

在声子色散影响下利用压缩态变分法计算了抛物量子点中弱耦合极化子的基态能量。采用的变分方法是基于逐次正则并且利用单模压缩态变换处理通常被我们所忽略的在第一次幺正变换中产生的声子产生湮灭算符的双线性项。计算得出了在考虑声子色散的情况下抛物量子点中弱耦合极化子的基态能量的数学表达式。讨论了抛物量子点中在电子-声子弱耦合情况下,受限长度,电子-声子耦合常数,色散系数与极化子基态能量之间的依赖关系。     

声子色散和库仑势对量子点中极化子基态能量的影响

本文在声子色散和库仑束缚势的影响下利用压缩态变分法计算了抛物量子点中弱耦合极化子的基态能量。采用的变分方法是基于逐次正则并且利用单模压缩态变换处理通常被我们所忽略的在第一次幺正变换中产生的声子产生湮灭算符的双线性项。计算得出了在考虑声子色散和库仑束缚势的情况下抛物量子点中弱耦合极化子的基态能量的数学表达式。讨论了在弱耦合情况下,受限长度,电子-声子耦合常数,色散系数,库仑结合参数与基态能量之间的依赖关系。     

量子点中强耦合极化子的性质

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共振频率、基态和激发态极化子的结合能以及光学声子平均数都随量子点的有效束缚强度的增大而减小。光学声子平均数随电子 体纵光学声子耦合强度的增加而增大。     

抛物量子线中极化子的激发态性质

研究抛物型量子线中极化子激发态的性质。采用线性组合算符法和Pekar变分法,导出了抛物量子线中强耦合和弱耦合两种情况下极化子的基态能量、第一内部激发能量、激发能和振动频率随量子线的约束强度的变化关系。数值计算结果表明:抛物型量子线中极化子的基态能量、第一内部激发能量、激发能和振动频率都随量子线约束强度的增强而增大,体现了量子线受限强度越大,相应的极化子的能量也越大。     

Vibrational frequency of a strong-coupling polaron in a quantum rod at finite temperatures

The Hamiltonian of a quantum rod with a boundary is presented after a coordinate transformation that changes the original ellipsoidal boundary into a spherical one. We then study the effect of temperature on the vibrational frequency and the ground state binding energy of the strong-coupling polaron in the rod. The two quantities are expressed as functions of the aspect ratio of the ellipsoid, the transverse and the longitudinal effective confinement lengths, the temperature and the electron—phonon coupling strength by linear combination operator and unitary transformation methods. It is found that the vibrational frequency and the ground state binding energy will increase rapidly with decreasing transverse and longitudinal effective confinement lengths. They are increasing functions of the electron—phonon coupling strength but become decreasing ones of the temperature and the aspect ratio.     

GaAs抛物量子线中弱耦合极化子的磁场效应

应用变分法和改进的线性组合算符法,研究了磁场对抛物量子线中弱耦合极化子振动频率和相互作用能的影响.给出了GaAs抛物量子线中弱耦合极化子的振动频率和相互作用能与磁场和约束强度的依赖关系.对GaAs晶体作了数值计算,结果显示:极化子振动频率和相互作用能都随约束强度和外磁场的增加而增大.