受激双层石墨烯量子点中的激子耦合动态变化

有机聚集体中分子间相互作用决定了聚集体的光物理性质,从而显著影响基于此类材料的光伏器件性能. 分子间激子耦合(或电偶极耦合)是一种常见且重要的分子间相互作用. 本文利用瞬态吸收光谱研究了石墨烯量子点二聚体(一种大稠环芳烃的π-π堆叠二聚体)中的激子耦合作用. 发现了瞬态吸收谱随泵浦-探测延时的演化起源于二聚体激发态中激子耦合强弱的动态变化. 通过拟合瞬态光谱,进一步证实了可利用最低能量的两个振动吸收峰的瞬态吸收动力学直接表征二聚体中激子耦合强度的动态变化.     

半导体量子点中弱耦合激子的性质

研究了抛物型半导体量子点中弱耦合激子的性质,在有效质量近似下,采用线性组合算符和幺正变换的方法,导出了抛物型半导体量子点中激子的基态能量。讨论了量子点半径和受限强度对半导体量子点中弱耦合激子的基态能量的影响。以GaAs半导体为例进行了数值计算,结果表明:在弱耦合情况下,重空穴激子和轻空穴激子的基态能量随量子点半径的减小而增大,随受限强度ω₀的增强而增大。     

极性晶体量子点中强耦合激子的内部激发态

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极性晶体量子点中强耦合激子的内部激发态性质,导出了极性晶体量子点中强耦合激子的基态能量、第一内部激发态能量和激发能量随量子点半径的变化关系。对TlCl晶体进行数值计算,结果表明,量子点中强耦合激子的基态能量、第一内部激发态能量和激发能量随量子点半径的减小而增大。     

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。     

交变电场驱动下耦合双量子点中激子的动力学行为

利用两点Hubbard模型和Floquet定理，研究了交变电场驱动下耦合双量子点中激子的动力学行为.计算结果表明，系统准能级随交变电场振幅的变化出现一系列严格交叉和回避交叉.在最低的两个准能级的第一个严格交叉点处，初始局域状态一般能够保持，并且随着点内的电子空穴之间库仑相互作用的增强，动态局域化的程度会提高.在最低的两个准能级的第二和第三个严格交叉点处，随着交变电场的增强，这种动态局域化被破坏.在偏离准能严格交叉点和回避交叉点，则不能存在动态局域化现象. 关键词： Floquet态 准能 局域态     

电场调控下不对称耦合量子点中激子的发光特性

使用有效质量模型,从理论上对GaAs/A10.35Ga0.65As不对称耦合量子点在不同耦合强度下束缚态和反束缚态的能级分裂情况进行了详细分析,重点探讨了电子和空穴的耦合隧穿对量子点体系能级特征及激子发光强度的影响.研究发现:不对称耦合量子点在外电场作用下价带束缚态和反束缚态能级出现反交现象,反交处的能级分裂值和临界电...     

垂直耦合自组织InAs双量子点中激子能的计算

在有效质量近似条件下研究了垂直耦合的自组织InAs/GaAs量子点的激子态.在绝热近似条件下，采用传递矩阵方法计算了电子和空穴的能谱.通过哈密顿量矩阵的对角化，对电子和空穴间的库仑相互作用进行了精确处理.讨论了两量子点间的垂直距离对激子基态能的影响.从基态波函数概率分布的角度，讨论了激子的束缚能.计算了重空穴和轻空穴激子的基态能随外部垂直磁场变化的函数关系.计算了量子点大小（量子点半径）对激子能的影响. 关键词： 量子点 激子 对角化     

量子点中磁激子的极化子效应

采用推广的LLP方法研究了自组织量子点中磁激子的极化子效应。考虑带电粒子和声子的相互作用,得到了激子能量随磁场的变化关系。结果表明,激子-声子的相互作用降低了激子的能量,但影响很小;极化子效应在没有外磁场时较明显,随着外磁场的增加,这种效应变得越来越弱。     

与腔场耦合的两个量子点中激子的纠缠动力学

利用共生纠缠度研究了单模腔场内两个耦合量子点中激子的纠缠动力学行为.结果表明:无论腔场初始制备于奇相干态还是偶相干态,两个量子点间直接耦合作用均能减弱激子的纠缠度.在腔场初始为奇相干态时,激子的纠缠度随场模强度的增加而减小;偶相干态时,激子的纠缠度呈现一个转折变化.此外,也研究了单模腔场内平均光子数与激子准最大相干纠缠态的关联.     

变分法计算ZnO量子点中激子的基态能

ZnO是一种新型宽禁带直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,室温激子束缚能高达60meV,远大于室温热离化能(26meV),因此ZnO是适于室温或更高温度下使用的高效紫外发射材料。ZnO半导体量子点材料与体材料相比具有崭新的光电特性,特别在紫外激光器件方面,与ZnO的激子特性密切相关,因此理论上对ZnO量子点中激子的基态能(束缚能)的研究就显得十分必要。采用有效质量近似(EMA)方法,提出新的比较简单的尝试波函数,并用变分法对ZnO量子点的激子基态能进行了计算。将计算结果与我们用固态热分解法制备的ZnO量子点的实验结果进行了比较,发现与实验结果非常吻合;与Y．Kayanuma的理论计算结果进行了比较,二者的计算结果也基本一致。说明选取的尝试波函数简单有效,可用于计算其他半导体量子点材料,具有一定的实用价值。     

石墨烯纳米带量子点中的量子混沌现象

在20 mK的极低温下测量了石墨烯纳米带量子点的电子输运性质,观测到清晰的库仑阻塞菱形块和对应量子点激发态的电导峰.对库仑阻塞近邻电导峰间距和峰值进行了统计分析,发现其统计分布分别满足无规矩阵理论描述的Wigner-Dyson分布和Porter-Thomas分布,说明石墨烯纳米带量子点在低温下出现了量子混沌现象.还讨论了这种长方形量子点中量子混沌的可能成因. 关键词： 石墨烯纳米带 量子点 库仑阻塞 量子混沌     

与压缩真空库耦合的单模腔内三量子点中激子纠缠

研究了与压缩真空库场耦合的单模腔中三个量子点中激子间纠缠的动力学行为.结果表明：如果不考虑腔模与激子吸收，激子演化为纯的纠缠态.当腔场与一压缩真空库耦合时，激子间形成混合三模高斯纠缠态；在长时极限下，激子态为一稳定的混合三模高斯纠缠态.通过求解激子的特征函数，发现激子态的纯度与纠缠不仅依赖于腔场的初态，并且还与库的双光子关联强度密切相关. 关键词： 纠缠 纯度 压缩真空库 量子点     

转角双层石墨烯中的势杂质效应（英文）

近年来,平带在转角双层石墨烯（TBG）中的发现引起了越来越多的关注。在这项工作中,我们报告了我们对这个平带系统中杂质效应的研究,这对于真实材料来说是一个重要问题。通过采用Lanczos递归方法,我们求解了杂质附近的局域态密度（LDOS）。我们发现,对于大尺寸的杂质,一系列束缚态在杂质内部形成,LDOS中平带所对应的峰在杂质边界附近被压制,而在杂质内部由于杂质势的作用而发生平移。随着杂质尺寸变小,其对平带的影响变弱,这符合其大尺寸Wannier函数的预期。这个特性与通常具有小尺寸局域Wannier轨道的平带系统有所不同,表明TBG中的平带对小尺寸杂质更加稳定。     

耦合量子点中的纠缠测量

运用Gurvitz提出的求解薛定谔方程的方法并结合数值计算,分析了两个自旋相反的电子在耦合双量子点中的振荡和纠缠情况,以及如何利用量子点接触读出纠缠信息.结果显示两电子通过库伦相互作用形成量子纠缠态.强库伦作用下,它们黏在一起运动,类似于单电子在量子比特中的振荡.这种情况下,把量子点接触探测器靠近耦合双量子点,可以通过探测器的电流变化率读取电子的纠缠信息.     

非对称量子点中极化子相互作用能的温度效应（英文）

采用改进的线性组合算符法研究了非对称量子点中强耦合极化的性质,分别得到了平均声子数和相互作用能与温度之间的关系.结果表明平均声子数和相互作用能都是温度的增函数.在相同温度下,横向受限强度对相互作用能的影响比纵向受限强度对相互作用能的影响大.     

介电受限对量子点中受限激子的影响

在有效质量近似下,采用有限深势阱模型研究了强受限制范围内,介电受限对球形,立方形半 量子点中受限激子的影响,结果表明在考虑表面极化效应以后,量子点的形状对受限激子的影响是不可忽略的。     

SOI环形光波导谐振腔双层石墨烯调制器（英文）

在片上光互连系统中,电光调制器起到将电信号调制为光信号的作用,是光互联系统中的核心部件之一。调制器的3dB带宽决定着载波所能携带的最大信息量,是衡量调制器性能的核心参数。利用石墨烯和高Q环形谐振腔设计成具有CMOS结构的新型调制器,其集成了石墨烯的宽带吸收、载流子迁移率高等材料优势和高Q值环形光学谐振腔的光程放大的结构优势,通过理论计算,其3dB调制带宽可以达到100GHz。同时,基于微环谐振腔的石墨烯电光调制器结构可以方便的与光互联系统中的波分复用器相集成,从而提升片上光互联系统的集成度和降低技术复杂性。     

变分方法研究ZnO量子点中激子的基态特性

ZnO是一种新型宽禁带直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,室温激子束缚能高达60meV,远大于室温热离化能(26meV),因此ZnO是适于室温或更高温度下使用的高效紫外光电材料。ZnO半导体量子点材料与体材料相比具有崭新的光电特性,特别在紫外激光器件方面,与ZnO的激子特性密切相关,因此理论上对ZnO量子点中激子的基态特性进行研究就显得十分必要。采用有效质量近似(EMA)方法,提出新的比较简单的尝试波函数,对ZnO量子点中激子的基态特性进行了计算。计算结果与实验结果基本吻合,说明我们的计算结果比较真实、有效。对变分参数K_e、K_h,归一化常数N_e、N_h以及波函数ψ随粒径变化关系进行了计算。计算结果表明,当量子点半径较小(r≤4.0a_B)时,激子的波函数ψ变化非常迅速,而由于此时量子点具有很大的比表面积,因此量子点所处的环境、体内的缺陷、杂质会对其产生非常强烈的影响,同时其表面(界面)的介质会对其基态特性产生影响,因此对量子点进行有效的修饰与掺杂以减少其表面缺陷及表面悬键,减少无辐射复合与界面发射是非常必要的。     

介电受限对CdSe量子点中受限激子的影响

在有效质量近似条件下,通过Wang和Zunger给出的CdSe量子点介电常量与其半径的关系,利用变分方法计算了该量子点中受限激子的基态能及束缚能.结果表明,在考虑量子点介电常量随尺度减小的变化以后,受限激子的束缚能增大,基态能降低,更接近实验值.同时,也讨论了量子点介电常量的尺度效应和表面极化效应对受限激子的影响. 关键词：     

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O盘形量子点中的离子施主束缚激子态（英文）

在有效质量近似下,计算了盘形量子点中离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命.设盘形量子点由有限长的柱形ZnO材料组成,四周被MgxZn1-xO包围,离子施主局域在盘轴.考虑了由于自发极化和压电极化引起的内建电场效应,并在有限深约束势下采用合适的变分波函数进行.计算结果表明,量子盘结构参数(盘高度及垒中Mg组分)和离子施主的位置对离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命有强烈的影响.随着盘高度的增加,结合能、光跃迁能和振子强度减小,而辐射寿命增加.对含Mg量较高的盘形量子点,盘高度对结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命的影响更显著.当施主杂质位于量子点的左界面附近时结合能(光跃迁能)有极大(极小)值,而当施主杂质位于量子点的右界面附近时结合能(光跃迁能)有极小(极大)值.