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。     

闪锌矿GaN/AlGaN量子点中激子态及光学性质的研究

在有效质量近似的框架下,运用变分方法研究闪锌矿GaN/AlGaN量子点中的激子态及相关光学性质,探讨电子与空穴在量子点中的三维空间受限和有限势效应.数值计算结果显示,当量子点的尺寸增加时, 量子尺寸效应对电子和空穴的影响减弱,基态激子结合能和带间光跃迁能也都降低;而当该量子点中垒层AlGaN中 Al含量增加时,提高了量子点对电子和空穴的束缚作用, 同时基态激子结合能和带间光跃迁能都增加.数值的理论结果与相关实验测量结果一致.     

球型量子点中的电子拉曼散射

研究了球型半导体量子点中的电子拉曼散射.讨论了初态为导带全满,价带全空时的电子跃迁过程,给出了电子拉曼散射的跃迁选择定则。通过计算GaAs和CdS材料球型量子点中电子及空穴参与拉曼散射的微分散射截面,分别比较了电子和空穴的不同影响,发现电子对拉曼散射的贡献要远大于空穴的贡献;当选取不同量子点半径时,拉曼散射微分散射截面变化也非常明显;量子点尺寸不变的条件下,改变入射光子能量,可以发现,微分散射截面随入射光子能量增大而减小。     

(nc-Si/SiO2)/SiO2多层量子点结构的激子能级

采用球型量子点模型,应用有效质量近似理论,研究了(nc-Si/SiO2)/SiO2多层量子点结构的激子能级和波函数.结果表明,有限深势阱模型的引入更符合实际更加准确.无论在无限深或有限深势阱下,激子质心运动部分基态能量随最子点半径的减小而急剧增大.对于相同的量子点半径α,无限深势阱下的质心部分能量总比有限深势阱高,且二者的差距随α的减小小而增大.     

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：     

磁场和量子点尺寸对激子性质的影响

在In_0.6Ga_0.4As/GaAs量子点中,采用一维等效势模型和有限差分法理论计算了激子态的性质,得到了激子跃迁能和束缚能随磁场、横向束缚强度以及量子点尺寸的变化关系.结果表明:加入磁场后,Zeeman效应使得激子的能级简并度解除,激子的基态跃迁能与实验符合得很好;横向束缚强度或磁场强度的增加使得激子的束缚增强;量子点的尺寸对激子的束缚产生重要的影响;通过电子-空穴间平均距离以及激子体系波函数分布图像分析了其产生的物理机制.     

共轭高聚物双分子结构中激子电致解离的动力学研究

通过绝热动力学方法,研究了共轭高聚物双分子结构中激子对外加电场的响应.当外电场强度超过某个临界值时,激子会被解离成一对自由的电子与空穴.对于双分子结构中的激子,其临界解离电场除了受电子与电子相互作用以及电声相互作用影响之外,还受分子间相互作用的影响.由动力学演化的计算得到,激子临界解离电场强度随分子间相互作用强度的增大而呈非线性降低;随电子与电子相互作用强度的增大呈非线性减小的变化;但是,随电声耦合强度的增大却呈现出线性增大的变化.     

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.     

球形壳核量子点中杂质能谱及其非线性光学吸收性质的研究

量子点是一种新型的低维半导体材料,其非线性光学效应是人们关注的重点。本文主要针对球形壳核量子点中的非线性光学吸收特性展开讨论,拟运用了有限差分方法求解球形壳核量子点中杂质态的能级与束缚能。进一步采用密度矩阵法和迭代法获得系统光吸收系数表达式,分析形壳核量子点中的非线性光吸收系数影响因素。研究结果表明:球形壳核量子点中电子的9个低能级都会随着量子点半径R的增大而降低。在考虑加入杂质时,能级会降落得更快,并且引起能级排序之间的变化,从而导致束缚能级排序的变化。对于固定的径向量子数而言,我们发现相邻能级之间的能级间隔会增加,这导致了吸收峰谱线发生蓝移。此外,总的光吸收系数的强度随入射光强度的变化明显发生改变。当入射光强度增大时,不管是否考虑杂质,总的吸收系数在急剧地减少。当入射光强度达到一定值时,吸收峰达到饱和。当入射光强度超过这个临界值,吸收谱线会被分裂成两个吸收峰。     

LA声子对激子qubit纯退相干的影响

在一个抛物量子点中,以激子的真空态和基态作为量子比特(qubit),采用求密度矩阵元的方法,计算了由形变势下声学声子引发的激子量子比特纯退相干.找到了激子量子比特纯退相干因子对时间、温度和量子点受限长度的依赖关系.研究发现,激子量子比特的退相干因子在2.5ps的时间范围内随时间的增加而迅速增加,其纯退相干时间在ps量级;在温度即使为绝对温度0K时由LA声子引发的退相干依然存在,在温度大于3K后退相干因子随温度的增大而开始迅速增大;并同时发现量子点受限长度对退相干因子有重要影响,激子越受限退相干越快.研究结果表明,对激子量子比特使用适当大小量子点,且保持环境低温,并采用低能超快光学操作可以有效地抑制声子对激子量子比特纯退相干的影响. 关键词： 量子点 量子信息 量子比特     

抛物量子点中强耦合双极化子的有效势

基于Lee-Low-Pines-Huybrechts变分方法研究了抛物量子点中强耦合双极化子的基态性质,并推导出了量子点中强耦合双极化子有效势Veff随电子-声子耦合强度α、两电子相对距离r和量子点半径R0的变化规律。结果表明,有效势Veff由库仑势Vcoul、量子点的限定势Vconf和诱生势Ve-LO三部分组成;其中诱生势Ve-LO总是小于零,其绝对值Ve-LO随电子-声子耦合强度α的增加而增大,随电子间相对距离r和量子点半径R0的减小而增大。双极化子有效势的绝对值Veff随电子-声子耦合强度α的增加而增大,随电子间相对距离r的减小而增大。耦合强度α和电子间相对距离r是影响有效势Veff的主要因素,而量子点半径R0和介电常数比η对有效势Veff的影响较小。     

超强磁场下非掺杂ZnSe/BeTe Ⅱ型量子阱中激子和带电激子的光学特性

报道了液态氦温度(4.2 K)下非掺杂ZnSe/BeTe Ⅱ型量子结构中ZnSe势阱层内空间直接光致发光(PL)光谱的磁场依赖性(磁场高达53 T).实验结果显示,随着磁场的增加,激子和带电激子的PL强度呈现出相反的振动行为.当激子的PL强度增加时带电激子的PL强度减小,反之,当激子的强度减小时带电激子的强度却增加.并且在整个磁场范围内,这些振动呈现近似等间隔的周期性变化.这个行为被解释为费米能级与朗道能级的周期性共振,这个共振导致了处于费米能级上的二维电子气态密度的周期性调制. 关键词： 光致发光 二维电子气 带电激子 Ⅱ型量子阱     

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....     

圆柱状量子点量子导线复合系统的激子能量和电子概率分布

建立了圆柱状量子点量子导线复合系统中激子满足的方程，用微扰论求出激子能量.以CdS/HgS/CdS/HgS/CdS圆柱状量子点量子导线复合系统为例，研究了系统中电子的概率分布和系统线度对激子能量的影响.结果表明：系统中电子、空穴以及激子的能量均随量子点高度h₀的增大而减小，电子-空穴相互作用对基态激子能量的影响要大于激发态；电子沿径向方向的概率分布呈起伏状，在轴线和表面附近的概率趋于零，而在R/2附近概率最大；在量子点附近电子沿轴向方向的概率分布呈振荡特征 关键词： 量子点 量子导线 激子 能量     

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。     

柱型量子点中极化子的重整化质量

应用线性组合算符方法和幺正变换方法,研究在量子阱和抛物势作用下的柱型量子点中极化子的重整化质量.结果表明,量子点中极化子的重整化质量随量子点高度的增加而减小;随耦合强度的增加而增加,这是由于电子与晶格振动之间的相互作用增强所致.而基态能量与量子点的尺度、特征频率、耦合强度、磁场等均有关,当极化子运动速度不变时,基态能量随量子点柱高的增加而减小;随特征频率和磁场强度的增加而增加.     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。