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。     

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。     

抛物量子点中弱耦合束缚极化子的相互作用能

研究了抛物量子点中弱耦合束缚极化子的性质,采用改进的线性组合算符和幺正变换方法导出了束缚极化子的振动频率、有效质量和相互作用能。讨论了量子点的有效受限长度、电子LO声子耦合强度和库仑场对抛物量子点中弱耦合极化子的振动频率、有效质量和相互作用能的影响。数值计算结果表明:弱耦合束缚极化子的振动频率和相互作用能随有效受限长度的减少而急剧增大,振动频率随库仑势以及电子LO声子耦合强度的增加而增加,而相互作用能随库仑势以及电子LO声子耦合强度的增加而减小。有效质量仅与电子LO声子耦合强度有关。     

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。     

电场中非对称高斯势量子点内极化子量子跃迁的厚度效应

计及量子点厚度下,分别选取抛物势和高斯势描写盘型量子点中电子的横向束缚势和纵向束缚势,采用Pekar类型变分法推导出量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数,以此为基础,构造了一个二能级结构,并基于二能级体系理论,讨论了极化子在外电场作用下的量子跃迁问题。结果表明,高斯束缚势比抛物束缚势更能精准反映量子点中真实的束缚势;量子点的厚度对极化子的跃迁几率Q所带来的影响有趣且有实际意义,不可忽略;电声耦合强度α、电场强度F、非对称高斯势的势垒高度V₀和束缚范围L等对极化子的基态与第一激发态能量以及量子跃迁的影响显著;本文的结果有助于探讨利用这些物理量来调控量子点的输运特性和光学性质的途径和方法。     

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。     

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。     

Hartree-Fock approximation of bipolaron state in quantum dots and wires

The bipolaronic ground state of two electrons in a spherical quantum dot or a quantum wire with parabolic boundaries is studied in the strong electron-phonon coupling regime. We introduce a variational wave function that can conveniently conform to represent alternative ground state configurations of the two electrons, namely, the bipolaronic bound state, the state of two individual polarons, and two nearby interacting polarons confined by the external potential. In the bipolaron state the electrons are found to be separated by a finite distance about a polaron size. We present the formation and stability criteria of bipolaronic phase in confined media. It is shown that the quantum dot confinement extends the domain of stability of the bipolaronic bound state of two electrons as compared to the bulk geometry, whereas the quantum wire geometry aggravates the formation of stable bipolarons.     

Influence of the Parabolic Potential on the Interaction of Electron-Confined Phonons in a Quantum Wire

The Lee, Low and Pines' variational method is employed to study the interaction of electronconfined phonons within a rectangular quantum wire under an additional parabolic potential. Detailed mathematical derivation is carried out to obtain some formulire for the polaron selfenergy, the electron effective mass along the wire and the ground state energy; Using the idea of Fourier decomposition of wavefunctions, numerical calculations are performed for a typical GaAs quantum wire within the mesoscopic size. Our present results show that the effect of phonon confinement always reduces the magnitude of the electron-phonon interaction and the associated physical quwtities whereas the additional parabolic potential tends to enhance, both the electron-phonon interaction and the ground state energy. Comparing with previous calculations, our results also reveal the trends of those interesting physical quantities.     

量子线中强耦合极化子的温度效应

采用Tokuda改进的线性组合算符法和有效质量下的变分法,研究在抛物势作用下,同时考虑电子与LO声子相互作用时,温度对量子线中强耦合极化子特性的影响。对RbCl晶体所作的数值计算结果表明,量子线中强耦合极化子的基态能量、平均数和光学声子平均数均随温度的升高而增加。     

抛物量子线中弱耦合极化子的有效质量和光学声子平均数

讨论电子与体纵光学(LO)声子弱耦合时对抛物量子线中极化子性质的影响.采用Tokuda改进的线性组合算符法、Lagrange乘子和变分法,导出了抛物量子线中弱耦合极化子的有效质量和光学声子平均数随拉格朗日乘子变化的规律及极化子振动频率随量子线约束强度的变化规律.并以ZnS量子线为例进行了数值计算,结果表明:抛物量子线中弱耦合极化子的有效质量m^*和光学声子平均数N随着拉格朗日乘子u的增加而增大;该结论与体材料中结论基本一致,但量子线中的效应比体材料更明显,表明量子线对电子约束的增强,使极化子效应更明显.同时,极化子振动频率λ随约束强度ω₀的增强而增大.     

库仑场对量子点中强耦合束缚极化子激发态性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究量子点中强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的性质。讨论了这些量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。通过数值计算结果表明:量子点中强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小而迅速增大,随库仑束缚势和电子-声子的耦合强度的增加而增大。     

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。     

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     

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。     

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。     

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。     

抛物量子线中强耦合极化子的有效质量

采用改进的线性组合算符法、Lagrange乘子和变分法,在考虑电子与LO声子相互作用情况下,研究了抛物量子线中强耦合极化子的有效质量和光学声子平均数。通过数值计算,讨论了约束强度ω₀和拉格朗日乘子u对极化子的有效质量m^*和光学声子平均数N及极化子振动频率λ的影响。计算结果表明:有效质量m^*和光学声子平均数N及极化子振动频率λ都随着约束强度ω₀和拉格朗日乘子u的增加而增大。     

Polaron Energy and Effective Mass in Parabolic Quantum Wells

The energy and effective mass of a polaron in a parabolic quantum well are studied theoretically by using LLP-like transformations and a variational approach. Numerical results are presented for the polaron energy and effective mass in the GaAs/Al0.3Ga0.7As parabolic quantum well. The results show that the energy and the effective mass of the polaron both have their maxima in the finite parabolic quantum well but decrease monotonously in the infinite parabolic quantum well with the increasing well width. It is verified that the bulk longitudinal optical phonon mode approximation is an adequate formulation for the electron-phonon coupling in parabolic quantum well structures.