Properties of strong-coupling magnetopolaron in quantum rods

The Hamiltonian of a quantum rod with an ellipsoidal boundary is given after a coordinate transformation that changes the ellipsoidal boundary into a spherical one. We then study the vibrational frequency and the ground state binding energy of the strong-coupling magnetopolaron in a quantum rod. The effects of the electron–phonon coupling strength, the cyclotron frequency of a magnetic field, the aspect ratio of the ellipsoid and the transverse and longitudinal effective confinement lengths are taken into consideration by using the linear combination operator method. It is found that the vibrational frequency and the ground state binding energy are increasing functions of the electron–phonon coupling strength and the magnetic field cyclotron frequency, whereas they are decreasing functions of the aspect ratio of the ellipsoid and effective confinement lengths.     

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.     

磁场对量子棒中极化子激发态性质的影响

给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在抛物限制势下量子棒中弱耦合磁极化子的第一内部激发态能量E1、激发能量ΔE和从激发态到基态跃迁谱线的频率ω随横向和纵向有效受限长度lp和lz、电子-声子耦合强度α、椭球的纵横比e′以及磁场的回旋频率ωc的变化关系。数值计算结果表明:第一内部激发态能量、激发能量和跃迁谱线频率随横向和纵向有效受限长度的减少而迅速增大,随回旋频率的增加而增大。第一内部激发态能量随耦合强度的增加而减少。当e′>1时,跃迁谱线频率和激发能量随纵横比的增加而增大,当e′<1时,随着纵横比的减少而增加。当e′=1时,它们取稳定的极小值。     

非对称量子点中强耦合磁极化子激发态的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法,研究非对称量子点中强耦合磁极化子的激发态性质。导出强耦合磁极化子的第一内部激发态能量、激发能量和从第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度、磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明：第一内部激发态能量、激发能量和跃迁谱线频率随磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的增加而增大.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。     

非对称量子点中电子的激发能量和跃迁谱线频率

研究了非对称量子点中与声子强耦合的电子的性质.采用线性组合算符和幺正变换方法研究非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度,电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明：非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率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。非对称量子点中与声子强耦合的电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小。非对称量子点中与声子强耦合的电子的激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随电子-声子耦合强度的增加而增大。     

The optical phonon effect of quantum rod qubits

The Hamiltonian of a quantum rod with an ellipsoidal boundary is given by using a coordinate transformation in which the ellipsoidal boundary is changed into a spherical one.Under the condition of strong electron-longitudinal optical phonon coupling in the rod,we obtain both the electron eigenfunctions and the eigenenergies of the ground and first-excited state by using the Pekar-type variational method.This quantum rod system may be used as a two-level qubit.When the electron is in the superposition state of the ground and first-excited states,the probability density of the electron oscillates in the rod with a certain period.It is found that the oscillation period is an increasing function of the ellipsoid aspect ratio and the transverse and longitudinal effective confinement lengths of the quantum rod,whereas it is a decreasing function of the electron-phonon coupling strength.     

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。     

量子棒中弱耦合磁极化子的性质

给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量.采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在抛物限制势下量子棒中弱耦合磁极化子的振动频率和基态结合能随横向和纵向有效受限长度、电子-声子耦合强度、椭球的纵横比以及磁场的回旋频率的变化关系.数值计算结果表明:振动频率和基态结合能随回旋频率的增加而增大,随横向和纵向有效受限长度的减少而迅速增大.基态结合能随耦合强度的增加而增大.振动频率随纵横比的增加而减少.当e′1时,基态结合能随纵横比的增加而增加.e′1时,随着纵横比的减少,基态结合能增大.当e′=1时,基态结合能取稳定的极小值.     

磁场和库仑场对抛物量子点中弱耦合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了磁场和库仑场对抛物量子点中极化子激发态性质的影响。导出了抛物量子点中弱耦合束缚磁极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量与量子点的有效受限长度、库仑束缚势和磁场的回旋频率之间的变化关系。通过数值计算,结果表明:抛物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、激发能量均随量子点的有效受限长度减小而迅速增大。随库仑束缚势增大而增大。随磁场的回旋频率的增加而增大。     

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。     

Coulomb bound potential quantum rod qubit

We study the eigenenergies and the eigenfunctions of the ground and the first excited states of an electron, which is strongly coupled to LO-phonon in a quantum rod with a hydrogen-like impurity at the center by using the variational method of Pekar type. This quantum rod system may be used as a two-level quantum qubit. When the electron is in the superposition state of the ground and the first-excited states, the probability density of the electron oscillates in the quantum rod. It is found that the probability density and the oscillation period are individually increased and decreased due to the presence of the Coulomb interaction between the electron and the hydrogen-like impurity. The oscillation period is an increasing function of the ellipsoid aspect ratio and the effective confinement lengths of the quantum rod, whereas it is a decreasing one of the electron–phonon coupling strength.     

Magnetic field effect on state energies and transition frequency of a strong-coupling polaron in an anisotropic quantum dot

By employing a variational method of the Pekar-type, which has different variational parameters in the x–y plane and the z-direction, we study the ground and the first excited state energies and transition frequency between the ground and the first excited states of a strong-coupling polaron in an anisotropic quantum dot (AQD) under an applied magnetic field along the z-direction. The effects of the magnetic field and the electron–phonon coupling strength are taken into account. It is found that the ground and the first excited state energies and the transition frequency are increasing functions of the external applied magnetic field. The ground state and the first excited state energies are decreasing functions, whereas transition frequency is an increasing function of the electron–phonon coupling strength. We find two ways of tuning the state energies and the transition frequency: by adjusting (1) the magnetic field and (2) the electron–phonon coupling strength.     

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。     

磁场对非对称量子点中极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究磁场对非对称量子点中弱耦合磁极化子性质的影响.导出了非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率、基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度、磁场和电子-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磁极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度的增加而迅速增大.随回旋频率的增加而增大,随电子-声子耦合强度的增加而减小.     

库仑势对抛物量子点量子比特消相干的影响

采用Pekar类型的变分方法,在电子与体纵光学声子强耦合的条件下,计算得出了抛物量子点中电子的基态能量和第一激发态能量及其相应的本征波函数.量子点中这样的二能级体系可以作为一个量子比特.由于声子的自发辐射,造成量子比特的消相干,讨论了消相干时间与库仑结合参数,耦合强度,受限长度,色散系数的变化关系. 关键词： 量子点 量子比特 量子信息 消相干     

抛物量子线中束缚极化子激发态的性质

本文研究库仑场对抛物量子线中强耦合束缚极化子激发态性质的影响。采用Huybrechts线性组合算符和幺正变换的方法计算了抛物量子线中强耦合束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率。数值计算表明：强耦合束缚极化子的第一内部激发态能量和激发能量都随约束强度的增加而增大;但第一激发态能量随库仑束缚势的增加而减少,而激发能量随库仑束缚势的增加而增大;振动频率 随约束强度和库仑束缚势增加而增大。     

抛物线性限制势量子点量子比特及其光学声子效应

在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合的条件下,应用Peaker变分方法得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态本征波函数.量子点中这样的二能级体系可作为一个量子比特.当电子处于基态和第一激发态的叠加态时,计算出电子在空间的概率分布作周期性振荡.并且得出了振荡周期随受限长度及耦合强度的变化关系. 关键词： 量子点 量子信息 量子比特     

声子之间的相互作用对量子线中磁极化子性质的影响

研究了量子线中弱耦合磁极化子的性质.采用线性组合算符和微扰法导出量子线中弱耦合磁极化子的基态能量.在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,讨论了量子线的受限强度、电子-LO声子耦合强度和声子之间相互作用对量子线中弱耦合磁极化子的基态能量的影响.数值计算结果表明:量子线中弱耦合磁极化子的基态能量随量子线的受限强度ω₀的增大而迅速增大.当受限强度ω₀取相同值时,电子-声子耦合强度α越大基态能量E₀越小,磁场的回旋频率ω_e越大基态能量E₀越大.在弱磁场情况下,当ω₀<0.5时,随着量子线的受限强度ω₀的减少p值迅速增大,即对于弱磁场声子之间相互作用的影响不能忽略.     

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。     

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。