应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能的压力效应

考虑应变,在有效质量、有限高势垒近似下,变分研究了纤锌矿GaN/AlxGa1 -xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能随流体静压力、杂质位置及量子点结构参数(量子点高度、半径、Al含量)的变化关系.结果表明,类氢施主杂质态结合能随流体静压力增大而增大,且在量子点尺寸较小时,流体静压力对杂质态结合能的影响更为显著.受流体静压力的影响,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加而单调减少,且变化趋势加剧;随Al含量增加而增大的趋势变缓.无论是否施加流体静压力,随着类氢施主杂质从量子点左界面沿材料生长方向移至右界面,杂质态结合能在量子点的右半部分存在一极大值.流体静压力使得极大值点向量子点中心偏移.     

应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能的压力效应

考虑应变,在有效质量、有限高势垒近似下,变分研究了纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能随流体静压力、杂质位置及量子点结构参数(量子点高度、半径、Al含量)的变化关系．结果表明,类氢施主杂质态结合能随流体静压力增大而增大,且在量子点尺寸较小时,流体静压力对杂质态结合能的影响更为显著．受流体静压力的影响,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加而单调减少,且变化趋势加剧;随Al含量增加而增大的趋势变缓．无论是否施加流体静压力,随着类氢施主杂质从量子点左界面沿材料生长方向移至右界面,杂质态结合能在量子点的右半部分存在一极大值．流体静压力使得极大值点向量子点中心偏移．     

纤锌矿GaN/AlxGa1-xN应变柱形量子点中杂质态结合能及其压力效应

考虑应变及流体静压力,在有效质量近似下,利用变分法计算了无限高GaN/Al<,x>Ga<,1-x>N应变柱形量子点中类氢杂质结合能.结果表明,在量子点尺寸较小情况下,应变增加了杂质态结合能;而在量子点尺寸较大情况下,应变降低了杂质态结合能.随着Al摩尔分数的增加,杂质态结合能减小.杂质态结合能随着流体静压力的增加而增大...     

压力下GaN/Ga1-xAlxN量子点中杂质态的界面效应

考虑界面处导带弯曲,流体静压力以及有效质量随量子点位置的依赖性,采用变分法以及简化相干势近似,研究了无限高势垒GaN/Ga_1-xAl_xN球形量子点中杂质态的界面效应,计算了杂质态结合能随量子点尺寸、电子面密度以及压力的变化关系。结果表明,结合能随压力的增大呈线性增加的趋势,有效质量位置的依赖性以及导带弯曲对结合能有不容忽视的影响。     

闪锌矿GaN量子点中类氢杂质态的束缚能

在有效质量近似下,用变分法研究了闪锌矿GaN/AlxGa1-xN单量子点中的类氢杂质态。结果表明量子点中的杂质位置和量子点结构参数（量子点高度H、半径R及Al含量x）对施主束缚能有很大的影响。当杂质位于量子点中心时,施主束缚能 有最大值。此外,施主束缚能 随着量子点高度H（半径 ）的增大而减小,随着量子点中Al含量x的增大而增大。     

应变纤锌矿GaN/A10.15Ga0.85N柱形量子点的光学性质：流体静压力效应

在有效质量近似下,考虑强的内建电场和应变对材料参量的影响,变分研究了流体静压力对有限高势垒应变纤锌矿GaN/Al0.15Ga0.85N柱形量子点中重空穴激子的结合能、发光波长和电子空穴复合率的影响.数值结果表明,激子结合能和电子空穴复合率随流体静压力的增大而近线性增大,发光波长随流体静压力的增大而单调减小.在量子点尺寸较小的情况下,流体静压力对激子结合能和电子空穴复合率的影响更明显.由于应变效应,为了获得有效的电子-空穴复合过程,GaN量子点的高度必须小于5.5 nm.     

应变纤锌矿GaN/A10.15Ga0.85N柱形量子点的光学性质:流体静压力效应

在有效质量近似下,考虑强的内建电场和应变对材料参量的影响,变分研究了流体静压力对有限高势垒应变纤锌矿GaN/Al_0.15Ga_0.85N柱形量子点中重空穴激子的结合能、发光波长和电子空穴复合率的影响.数值结果表明,激子结合能和电子空穴复合率随流体静压力的增大而近线性增大,发光波长随流体静压力的增大而单调减小.在量子点尺寸较小的情况下,流体静压力对激子结合能和电子空穴复合率的影响更明显.由于应变效应,为了获得有效的电子-空穴复合过程,GaN量子点的高度必须小于5.5 nm.     

有效质量差异和电场对GaN/AlxGa1-xN球形量子点电子结构的影响

用平面波展开法对GaN/AlxGa1-xN球形量子点中类氢杂质态能级随量子点半径Al组分以及结合能随Al组分的变化规律进行了详细讨论.计算了量子点内外有效质量差异对杂质态能级和结合能的修正,结果表明对于Al组分较高的GaN/AlxGa1-xN球形量子点,电子有效质量差异对杂质能级和结合能的修正不能忽略.考虑电子有效质量差异后,进一步具体计算了杂质结合能随量子点半径、杂质位置以及外电场的变化规律.     

有效质量差异和电场对GaN/AlxGa1-xN球形量子点电子结构的影响

用平面波展开法对GaN/Al_xGa_1-xN球形量子点中类氢杂质态能级随量子点半径、Al组分以及结合能随Al组分的变化规律进行了详细讨论.计算了量子点内外有效质量差异对杂质态能级和结合能的修正,结果表明对于Al组分较高的GaN/Al_xGa_1-xN球形量子点,电子有效质量差异对杂质能级和结合能的修正不能忽略.考虑电子有效质量差异后,进一步具体计算了杂质结合能随量子点半 关键词： 球形量子点 平面波展开法 有效质量     

Optical Properties of Strained Wurtzite GaN/Al0.15 Ga0.85 N Cylindrical Quantum Dots: Effects of Hydrostatic Pressure

在有效质量近似下,考虑强的内建电场和应变对材料参量的影响,变分研究了流体静压力对有限高势垒应变纤锌矿GaN/Al0.15Ga0.85 N柱形量子点中重空穴激子的结合能、发光波长和电子空穴复合率的影响.数值结果表明,激子结合能和电子空穴复合率随流体静压力的增大而近线性增大,发光波长随流体静压力的增大而单调减小.在量子点尺寸较小的情况下,流体静压力对激子结合能和电子空穴复合率的影响更明显.由于应变效应,为了获得有效的电子-空穴复合过程,GaN量子点的高度必须小于5.5 nm.     

纤锌矿GaN柱形量子点中类氢施主杂质态

在有效质量近似和变分原理的基础上,选取含两个变分参数的波函数,研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1-xN单量子点中类氢施主杂质体系的结合能随量子点(QD)尺寸以及杂质在量子点中位置的变化,并与以前使用不同尝试波函数的计算结果进行了比较。结果表明:由我们选取的两变分参数波函数得到的结果与前人选取的两变分参数波函数得到的结果相比有所改进,而与选取一个变分参数波函数得到的结果一致。同时我们还计算了体系的维里定理值随量子点半径的变化情况,所得结果与前人工作结果一致,说明本文选取的两变分参数波函数能很好地描述柱形量子点中施主杂质态的运动。     

压力下应变异质结中施主杂质态的Stark效应

对应变GaN/Al_xGa_1-xN异质结系统,考虑理想界面突变势垒,引入简化相干势近似,采用变分法讨论了流体静压力下外界电场对束缚于界面附近的浅杂质态结合能的影响.对GaN为衬底的闪锌矿应变异质结,分别计算了(001)和(111)取向时杂质态的结合能随压力、杂质位置、电场强度以及组分的变化关系.结果表明,杂质态结合能随流体静压力呈近线性变化.电场对杂质态的Stark效应则随杂质位置不同而呈现谱线蓝、红移动.此外,还讨论了在不同压力情况下,Al组分对杂质结合能的影响.当杂质处于GaN材料中且距界面较远时,Al组分的增加使电子的二维特性增强,从而使结合能增大,且压力加剧增幅的增加;当杂质处于Al_xGa_1-xN材料中,Al组分的增加削弱了杂质与电子间的库仑相互作用,故而结合能降低. 关键词： xGa_1-xN异质结')" href="#">GaN/Al_xGa_1-xN异质结 杂质态 压力 Stark效应     

应变纤锌矿ZnO/MgxZn1-xO盘形量子点中的离子施主束缚激子态

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Mgx Zn1xO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.     

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.     

磁场下半导体GaAs/AlxGa1-xAs异质结中的杂质态

对异质结势采用三角势近似,考虑屏蔽效应,用变分法讨论磁场下半导体异质结系统中的施主杂质态,数值计算了GaAs/AlxGa_1-xAs单异质结系统中杂质态结合能随磁场的变化关系。结果表明,由于外界磁场使界面附近束缚于正施主杂质的单电子波函数的定域性增强,从而对杂质态的结合能有明显的影响,结合能随磁感应强度的增强而显著增大。还计算了杂质位置、电子面密度产生的导带弯曲以及屏蔽效应诸因素对结合能的影响。结果显示,结合能对电子面密度和杂质位置的变化十分敏感,屏蔽则使得有效库仑吸引作用减弱而导致结合能明显下降。     

压力及屏蔽对无限深量子阱中施主结合能的影响

对GaAs/Al_xGa_1-xAs和GaN/Al_xGa_1-xN无限深量子阱系统,考虑压力及屏蔽效应,利用变分方法数值计算这两种系统中的杂质态结合能。给出了结合能随阱宽和压力的变化关系,同时讨论了有无屏蔽时的区别。结果表明,结合能随压力增大而增大,随阱宽增大而减小;屏蔽效应随着压力的增加而增加,并且显著降低了杂质态的结合能。     

外场下压力及屏蔽对无限深量子阱中施主结合能的影响

考虑外加磁场、压力及屏蔽效应,利用变分方法数值计算GaN/AlxGa1-xN无限深量子阱系统中的杂质态结合能。给出结合能随磁场和阱宽的变化关系,同时讨论了有无屏蔽时的区别。结果表明:在磁场和压力作用下,结合能随阱宽的增大而减小;阱宽和压力一定时,结合能随磁场的增大而增大。屏蔽效应使得有效库仑吸引作用减弱而导致杂质态结合能显著下降。屏蔽效应对结合能的影响随压力增大而增强,随磁场强度增大而减弱。     

氮化物抛物量子阱中类氢杂质态能量

采用变分方法研究氮化物抛物量子阱(GaN/Al_xGa_1-xN)材料中类氢杂质态的能级,给出基态能量、第一激发态能量、结合能和跃迁能量等物理量随抛物量子阱宽度变化的函数关系.研究结果表明,基态能量、第一激发态能量、基态结合能和1s→2p±跃迁能量随着阱宽L的增大而减小,最后接近于GaN中3D值.GaN/Al_0.3Ga_0.7N抛物量子阱对杂质态的束缚程度比GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱强,因此,在GaN/Al_0.3-Ga_0.7N抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子比在GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子稳定.     

导带弯曲对有限深GaN/Ga1-xAlxN球形量子点中束缚极化子的影响及其压力效应

采用三角势近似界面导带弯曲,研究了有限高势垒GaN/Ga1-x Al x N球形量子点中束缚极化子的结合能及其压力效应。数值计算了杂质态与声子之间相互作用对结合能的影响,同时与方形势垒进行了比较。结果表明,随着电子面密度的增加,导带弯曲效应增强,束缚极化子结合能逐渐下降。当电子面密度n s=(6.0,8.0)×1011/cm2且量子点半径R>10 nm时,束缚极化子的结合能趋近于一个相同且较小的值。结合能的极化效应主要来自杂质与光学声子相互作用的贡献。     

纤锌矿ZnSnN2/InxGa1−xN柱形量子点中的激子态和带间光跃迁

基于有效质量近似和变分原理,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,理论研究了纤锌矿ZnSnN2/Inx Ga1?x N柱形量子点中基态激子结合能、带间发光波长、激子辐射寿命随量子点尺寸(高度L和半径R)及Inx Ga1?x N中In含量x的变化关系,并与Inx Ga1?x N/GaN量子点的激子态和带间光跃迁作比较....