Size dependence of a magnetopolaron in cylindrical quantum wires at arbitrary magnetic fields

With the use of variational method to solve the effective mass equation, we have studied the cyclotron resonance of a magnetopolaron in cylindrical quantum wires at arbitrary magnetic fields. The interaction of the electron with surface-optical (SO) phonons is used. Having calculated the ground state energy and the excited state energy of the magnetopolaron, we obtain the hybrid frequency of the magnetopolaron in quantum wires.     

抛物量子点中弱耦合磁极化子的性质

应用线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物量子点中磁极化子的基态性质。得出基态能和基态束缚能随有效束缚强度增大而减小,随回旋频率增大而增大。当有效柬缚强度给定,基态能量随电子-体纵光学声子耦合强度增加而减小。当有效束缚强度l0>0.3时,电子-体纵光学声子耦合强度的变化对量子点中弱耦合磁极化子的基态能量的影响变得显著。当有效束缚强度l0<0.3时,电子-体纵光学声子耦合强度的变化对基态能量影响很小。由于有效束缚强度与量子点受限强度的平方根成反比,所以量子点受限越强,基态能量、基态束缚能越大,电子一体纵光学声子耦合强度和磁场的变化对量子点的影响相对越小;当量子点受限变弱时,电子-声子耦合强度变化对量子点的影响变大,磁场对量子点的影响也变大,所以在量子点中,极化子对量子点的影响不容忽略。     

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。     

磁场对非对称量子点中束缚磁极化子性质的影响

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束缚磁极化子性质的影响。导出量子点中弱耦合束缚磁极化子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、磁场的回旋共振频率和电子-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束缚磁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。振动频率随库仑束缚势和磁场的回旋共振频率的增加而增大。基态能量随库仑束缚势和电子-声子耦合强度的增加而减小。     

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。     

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.     

温度对抛物量子点中强耦合磁极化子性质的影响

采用线性组合算符法和LLP变换法,研究了温度对抛物量子点中强耦合磁极化子性质的影响.首次得到了抛物量子点中强耦合磁极化子的基态能量和振动频率随温度的变化规律.结果表明,量子点中强耦合磁极化子的振动频率随温度的升高而减小,随量子点的受限强度、回旋频率和耦合强度的增加而增大.而基态能量随回旋频率、耦合强度和温度变化的规律与磁极化子的状态性质密切相关.磁极化子基态能量和振动频率随量子点的受限强度、回旋频率和耦舍强度的变化情况受温度的显著影响,不过,温度对磁极化子基态能量和振动频率的影响只有在较高温度(O<γ<0.5)时才显现.     

Cyclotron Resonance of a Magnetopolaron in a Quantum Well at Finite Temperatures

Taking into account the interaction of an electron with both bulk longitudinal-optical (BO) and surface-optical (SO) phonons, the cyclotron resonance of a magnetopolaron in a quantum well at finite temperatures is investigated by using the generalized Larsen perturbationtheory method. It is shown that the absorption and emission resonances must be considered at the same time at finite temperatures. The results also show that the electron-SO phonon interaction plays an important role as well as the electron-BO phonon interaction, especially when the quantum well width is getting thinner. For an experimentally interesting GaAs/Ga_1-xAl_xAs sandwich structure, the splitting of the cyclotron resonance spectrum and the temperature dependence of two splitting cyclotron resonance mass of the magnetopolaron in the resonant magnetic field region have been studied.     

Rashba effect of the bound magnetopolaron in an asymmetry quantum well

Using Pekar variational method, we studied the Rashba effect of the bound magnetopolaron in an asymmetry quantum well. The expression of the ground state energy of the bound magnetopolaron is obtained by theoretical derivation. Due to the influence of the Rashba effect, the ground state energy of the bound magnetopolaron splits into two branches. This phenomenon fully demonstrates that the influence of orbit and spin interaction in different directions on the energy of the polaron is not negligible. Because the contribution of the magnetic field cyclotron resonance frequency to the Rashba spin–orbit splitting is a positive value, the energy spacing becomes larger as the magnetic field cyclotron resonance frequency increases. Due to the presence of impurities, the polaron is more stable than the bare electron state, and the energy splitting is more stable.     

柱形量子线中体纵光学声子平均数

考虑电子与体纵光学声子相互作用时,采用LLP变分方法,研究柱形量子线中极化子性质,导出了柱形量子线中极化子光学声子平均数随量子线截面半径和电子-LO声子耦合强度的变化关系.结果表明柱形量子线中极化子的光学声子平均数随量子线截面半径减小而减小,随电子-LO声子耦合强度增强而增加.     

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.     

声子色散对极性晶体中磁极化子基态能量的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对极性晶体中磁极化子基态能量的影响.计及纵光学(LO)声子色散,在抛物近似下导出了极性晶体中磁极化子基态能量随电子-纵光学声子耦合常数、回旋共振频率和声子色散系数的变化关系.数值计算结果表明磁极化子基态能量随声子色散系数和电子-纵光学声子耦合常数的增大而减小,随回旋共振频率增大而增大.     

声子色散对极性晶体中磁极化子基态能量的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对极性晶体中磁极化子基态能量的影响。计及纵光学（LO）声子色散,在抛物近似下导出了极性晶体中磁极化子基态能量随电子-纵光学声子耦合常数、回旋共振频率和声子色散系数的变化关系。数值计算结果表明磁极化子基态能量随声子色散系数和电子-纵光学声子耦合常数的增大而减小,随回旋共振频率增大而增大。     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子性质的影响(英文)

利用线性组合算符和幺正变换的方法,研究声子色散对磁场中抛物量子点弱耦合磁极化子性质的影响.计及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、磁场强度以及耦合强度之间的关系.我们可以得到在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量E0随量子点有效受限长度l0、电子声子耦合常数α和声子色散系数γ的增大而减小,随磁场回旋频率ωc增大而增大.自陷能Eotr随声子色散系数γ增大而增大.     

半导体量子阱中弱耦合磁极化子的性质

采用线性组合算符和改进的LLP变分法,研究了在考虑电子自旋情况下无限深量子阱中弱耦合磁极化子的性质。导出了弱耦合磁极化子的声子平均数、基态能量和电子自旋能量与磁极化子基态能量之比的绝对值的表达式。并对两种不同阱材料的量子阱进行了数值计算,结果表明:磁极化子的声子平均数随电子-LO声子耦合常数和阱宽的增加而增大,并且最终随着阱宽的增加而趋于体情况下的极限值;由于电子自旋能的作用使磁极化子的基态能量由不考虑电子自旋下的一条分裂为两条,并且它随阱宽和电子-LO声子耦合常数的增加而减小,随回旋共振频率(磁场)的增加而增大。电子自旋作用能否忽略由回旋共振频率和阱材料本身的性质决定。     

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.     

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.     

抛物量子点中强耦合束缚磁极化子的声子平均数

采用线性组合算符和幺正变换方法导出了强耦合束缚磁极化子的振动频率和声子平均数。讨论了量子点的有效受限长度、磁场、库仑场和电子-LO声子耦合强度对抛物量子点中强耦合束缚磁极化子振动频率和声子平均数的影响。数值计算结果表明:强耦合束缚磁极化子的振动频率和声子平均数均随量子点的有效受限长度、回旋共振频率的增加而减小,随库仑束缚势的增加而增加,声子平均数随电子-LO声子耦合强度增加而减小。     

柱形量子点中弱耦合磁极化子的性质

应用线性组合算符方法和幺正变换方法,研究在抛物势作用下的柱形量子点中磁极化子的性质。对ZnS量子点的数值计算表明,量子点中磁极化子的基态能量随特征频率、回旋共振频率的增大而增加,这是由于特征频率增加时振动能量、回旋共振频率增加时外磁场中的附加能量增加所致。当特征频率(或回旋共振频率)增加到某一值时,磁极化子能量由负变为正。基态能量随柱高的减小而增加,且柱高越小,增加越快;当柱高减小到某一值时,磁极化子能量也由负变为正。总之,柱形量子点中的磁极化子,其基态能量与量子点的尺度、外磁场、特征频率等有关。     

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.