氮化物柱形量子点中类氢施主杂质态波函数的研究

在有效质量近似和变分原理的基础上,选取三个不同的变分波函数,研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能随量子点高度L及杂质位置z0、p0的变化规律.计算结果表明:三个不同变分波函数计算得到的杂质态结合能随量子点高度L及施主杂质位置z0、p0的变化规律一致,但对比三个不同变分波函数计算所得结果可知,选取单参量的各向同性类氢波函数,杂质态结合能最大,基态能最低,按变分原理,表明备向同性类氢波函数能更好地描写柱形量子点中类氢施主杂质电子的运动,也表明小量子点(量子点的直径和高度可比)中类氢施主杂质态一定程度上的各向同性行为.     

束缚激子束缚能--三种不同模型及结果的比较

在描述半导体光学特性时，激子具有重要意义。自由激子束缚在杂质上可形成束缚激子，因此，研究束缚激子体系(D^c，x)的束缚能又显得尤其重要。对此类问题研究中几位物理学家采取的三种不同模型及其结果进行分析、比较，可得出适当结论。     

双电子柱形量子点基态能的杂质效应

在有效质量和有限高势垒近似下,变分研究了在双电子柱形GaN/Al0.2Ga0.8N量子点中掺入不同类型杂质时,杂质电子体系的基态能随杂质电荷、量子点的高度及杂质位置的变化规律。结果表明,随量子点高度增加,杂质电子体系的基态能单调递减;杂质带负电时,体系的基态能量都比较大,不易形成稳定的束缚态。随着杂质由量子点下界面沿z轴上移至上界面,对于类氢施主杂质,体系的基态能先减小后增大,在z0=1.0 nm处取得极小值;而受主杂质,变化趋势相反：体系的基态能先增大后减小,在z0=1.0 nm处取得极大值;若掺入中性杂质,杂质电子体系的基态能不变。     

抛物量子点中束缚极化子的性质

利用两种不同的理论方法对抛物量子点中束缚极化子的性质进行了研究.首先是从抛物量子点中电子-声子体系的哈密顿量出发,用线性组合算符方法和幺正变换方法研究了外界温度、库仑势、量子点受限长度、耦合强度对抛物量子点中强、弱耦合束缚极化子的基态能量、振动频率及声子平均数的影响.接下来是从处于稳定的磁场抛物量子点中电子-声子体系的哈密顿量出发,用线性组合算符方法和幺正变换方法研究了声子之间的相互作用、量子点受限长度、耦合强度和外磁场对弱耦合束缚磁极化子的基态能量及声子之间的相互作用对基态能量贡献的依赖因素.     

抛物量子点中束缚极化子的性质

利用两种不同的理论方法对抛物量子点中束缚极化子的性质进行了研究．首先是从抛物量子点中电子一声子体系的哈密顿量出发,用线性组合算符方法和幺正变换方法研究了外界温度、库仑势、量子点受限长度、耦合强度对抛物量子点中强、弱耦合束缚极化子的基态能量、振动频率及声子平均数的影响,接下来是从处于稳定的磁场抛物量子点中电子一声子体系的哈密顿量出发,用线性组合算符方法和幺正变换方法研究了声子之间的相互作用、量子点受限长度、耦合强度和外磁场对弱耦合束缚磁极化子的基态能量及声子之间的相互作用对基态能量贡献的依赖因素。     

类氢杂质对束缚激子基态能和结合能的影响

利用有效质量方法和变分原理，考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应，研究了含有类氢离子杂质的InxGa1-xN／GaN应变类量子点中激子基态能、结合能随量子点结构参数和量子点中In含量x的变化规律，计算结果显示，类氢离子杂质束对束缚激子的基态能和结合能有很强的影响。     

非对称量子点中杂质束缚极化子的基态结合能

采用线性组合算符和么正变换方法研究了非对称量子点中弱耦合杂质束缚极化子的性质.导出了极化子基态结合能随横向和纵向有效受限长度、电子-声子耦合强度和库仑束缚势的变化关系以及声子平均数随耦合强度的变化关系.数值计算结果表明:基态结合能随横向和纵向有效受限长度的增加而减少,随电子-声子耦合强度和库仑束缚势的增加而增大.声子平均数随耦合强度的增加而增大.     

在耦合的激子——光子系统中相干激子态的线性熵演化

研究了与单模腔耦合的两大半导体量子点相干激子态的线性熵演化.线性熵是gt的理想周期函数，表明在此情形下能制备最大激子纠缠相干态.还讨论了绝对零度环境下对激子相干态线性熵的影响.     

类氢杂质对InxGa1-xN/GaN量子点中激子的基态能和结合能的影响

在效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,研究了类氢杂质对InxGa1-xN/GaN量子点中激子的基态能和结合能的影响。结果表明:量子点中心引入类氢杂质,量子点的结构参数(半径、高度)和In含量存在临界值,当参数大于临界值时,约束在QD中激子的基态能减小,结合能增大,激子态的稳定性增强。杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定。随着杂质从量子点的上界面沿着Z轴移至下界面,激子基态能增大,结合能减小。     

圆柱形GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子环中类氢施主杂质态的电场效应

在有效质量近似理论下,利用变分法研究了外电场下圆柱形GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子环中类氢施主杂质束缚能。讨论了施主杂质束缚能与量子环尺寸(径向厚度、高度)、杂质位置以及外电场间的变化规律。结果表明:随着量子环径向厚度(高度)的增大,中心施主杂质束缚能先增大后减小,显示有一极大值;施加的电场明显地改变了量子环中电子波函数的分布,导致施主杂质束缚能相应的改变;施主杂质束缚能随杂质位置的变化呈现出规律性。     

类氢施主杂质量子环能级和束缚能的B样条计算

利用B样条技术计算类氢施主杂质量子环能级和束缚能的量子尺寸效应．计算结果表明：量子环的能级E1随着抛物势ωh的增加而增大．E1-R0曲线存在极小值,极小值的位置r00随着ωh的增加而减小．束缚能Eb随着量子环半径r0的增加而单调快速地下降．在r0〈60nm区域,E1和Eb的量子尺寸效应很明显．在r0〉60nm区域,E1和Eb的量子尺寸效应不明显;在r0〈70nm区域,随着角动量m。从0增加到3,E1-r0和Eb—r0曲线的斜率发生剧烈的变化,E1的极小值的位置r00随着mc的增加而快速增大．在r0〉80nm区域,E1-r0和Eb-r0曲线分别会聚成一条线,E1和Eb不依赖于mc值的变化而变化;随着施主杂质的电荷增大,能级E1快速下降,E1-r0曲线的极小值的位置r00明显减小．库仑能不可以作为微扰项来处理．     

氮化物抛物量子阱中激子的能级及组分效应

考虑到纤锌矿氮化物抛物量子阱(PQW)材料中空穴有效质量和光学声子模的各向异性、声子频率随波矢变化的效应,作者利用LLP变分法研究了纤锌矿抛物量子阱中激子的能级。结果表明:轻空穴激子的基态能量和结合能高于重空穴激子的相应值;抛物量子阱中激子的基态能量和结合能随量子阱宽度和Al组分变化的规律和方量子阱中是一致的。     

受限激子基态能量量子尺寸效应有关问题的探讨

在有效质量近似模型和实验数据的基础上，以CdS和CdSe小量子点系统为研究对象，分别在强受限区域和弱受限区域，分析有效质量、介电常数、势垒高度等因素对受限激子基态能谱量子尺寸效应的影响．分析发现：对于处在不同环境的量子点系统，考虑其空穴的有效质量的不同对激子基态能量的动能项进行修正是十分必要的，但仅仅考虑这个因素不能从根本上改善理论结果使其与实验结果符合．对于介电常数较小的CdS和CdSe这种小量子点，库仑相互作用能的贡献也是十分重要的，并且在强受限区域对激子基态能量曲线形状的修正起了关键作用．对于CdS和CdSe这种小量子点，把库仑项忽略或作为微扰项来处理会引起较大误差．分析还发现势垒高度引起的束缚能的变化也是影响激子的基态能量的重要因素之一．     

外电场作用下氮化物无限抛物量子阱中激子的能级

考虑Ga N/Al N无限抛物量子阱(PQW)中声子模和空穴有效质量的各向异性,利用变分法计算了外电场下氮化物PQW中激子的能量。结果表明,重、轻空穴激子的结合能与基态能均随阱宽的增大而降低;考虑极化子效应时,结合能降低较明显;轻空穴激子的基态能量与结合能比重空穴激子的高;纤锌矿PQW中激子的基态能量比闪锌矿PQW中的低,而纤锌矿PQW中激子的结合能比闪锌矿PQW中的高;有外电场作用时,激子的基态能量与结合能明显降低。     

磁场对不同半导体异质结构负施主中心的影响

讨论了两种半导体异质结构中负施主中心（D）能量随磁场的变化情况,计算中利用变分的方法,分析磁场中的电子结构,得到描述电子内外轨道参量随磁场的变化情况,计算此异质结构中负施主角动量L 1三重态的本征能量和束缚能,发现L 1三重态在外加磁场0.053时实现了由非束缚态到束缚态的转变。同时计及电子与界面声子的相互作用,数值计算并对比了界面声子对CdSe（ZnSe）和GaAs（GaP）半导体异质界面上D的束缚能的影响。     

外电场作用下氮化物有限抛物量子阱中激子的极化子效应

考虑GaN/Al_xGa_(1-x)N有限抛物量子阱(PQW)中空穴有效质量及声子模的各向异性,采用LLP变分法计算了外电场作用下有限PQW中激子的能量。结果表明,轻、重空穴激子的基态能随阱宽的减小而增大,结合能随着阱宽的减小,先增大后减小;考虑极化子效应时,结合能有明显的降低;轻空穴激子的结合能和基态能量均比重空穴激子的高;闪锌矿阱中激子的基态能量比纤锌矿阱中的高,而闪锌矿阱中激子的结合能比纤锌矿阱中的低;有外电场作用时,激子的结合能和基态能量降低较明显。