半导体量子阱中的杂质态和激子的压力效应

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:congyuantao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,对高压环境下的半导体材料及相关低维系统(例如量子点、量子阱和超晶格等)性质的研究已成为凝聚态物理研究的热点之一。不少作者对压力影响下半导体材料的能带结构、晶格振动及相关的物理问题进行了广泛研究,但对量子阱杂质态和激子,特别是电声子作用压力效应的研究还有待深入。 本文研究压力影响下有限深量子阱中的杂质态和激子的相关问题。在研究中,同时计入了电子(空穴)与量子阱中各类光学声子的作用。运用已有文献关于一些物理量压力系数的结果,在各向同性有效质量近似下,采用变分法计算了压力影响下杂质态和激子的结合能。以GaAs/AlxGa1-xAs和GaN/AlxGa1-xN量子阱为例,数值计算了杂质态和激子的结合能随压力、阱宽和混晶组分(势垒高度)变化的性质。 研究结果表明,随外加压力的增大,杂质态和激子的结合能明显增大。在我们计算的压力范围内,GaAs/AlxGa1-xAs量子阱杂质态的结合能增大可达35%左右,激子结合能增大可达31%左右;对于GaN/AlxGa1-xN量子阱相应的增加值相对较小,但不可忽略。 对结合能随阱宽变化行为的研究指出,杂质态和激子结合能随阱宽的变化趋势相似,即随阱宽的增加先急剧增大,达到极大值后,又缓慢减小,最后较平缓地趋于阱材料中的里德堡能量值。结合能的压力效应随阱宽的增加,也是先增大然后减小,极大值的位置与结合能随阱宽变化的极大值位置相近。 本文计算的两种系统均为以三元混晶材料为势垒的量子阱,混晶的铝组分决定势垒的高度。关于结合能随三元混晶铝组分(势垒高度)变化趋势的计算结果表明,在计算的组分0≤x≤0.45范围内,结合能随铝组分单调非线性地增加。 对杂质中心位置对结合能影响的研究指出,随着杂质中心位置从阱中心到阱边的变化,结合能先增大然后减小,在量子阱的中心的位置达到最大,并关于量子阱中心对称。 同时计入量子阱结构中的三类光学声子模(局域类体光学声子、半空间类体光学声子和界面光学声子模)的作用,计算GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中的激子结合能和激子—声子相互作用的压力效应的结果表明,激子的极化子效应不可忽略。考虑声子作用后,激子结合能仍随压力的增大而增加,但增加的幅度明显减弱,激子—声子作用屏蔽了电子与空穴的库仑作用。激子与局域体光学声子、半空间体光学声子和界面光学声子的相互作用能量均随压力增加而增大。在不同的阱宽范围内,三种声子的作用不同:阱宽小时,半空间体声子贡献较大;阱宽大时,局域体声子的贡献更重要;在中间阱宽时,界面声子起主要作用。
其他文献
回旋管是一种重要的新型毫米波器件,具有高平均功率、高脉冲功率等特点,它在毫米波雷达、通信及电子对抗、受控核聚变、等离子体加热、工业加工等方面有着十分重要的应用前景。
近年来,随着MEMS技术的发展,基于MEMS技术的光读出非致冷红外成像器件由于不需要昂贵的致冷设备和复杂的读出电路,成为研究的热点。本文研究了针对8-14μm红外波段的反射式光读
动态级联型螺线管爆磁压缩发生器(Helical explosively-driven magnetic flux compression generator,HEMCG)由于能够在较大的负载上输出短脉冲大电流,适合于通过脉冲功率调
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
本文简要介绍红合金在稀硫酸介质中氧化浸出及使用微泡中和槽作浸出设备的中试效果。
近年来,关于盆底功能障碍性疾病的研究渐受重视,并提出了许多新的理论,如尿失禁的尿道吊床理论,盆底重建手术的整体理论等。也推出了许多新的盆底重建手术方式,如补片用于阴道前后
有机发光器件发展至今已经实现较高的发光效率(外量子效率达到了9%),也得到了红、绿、蓝等各种颜色的发光,而且有机发光器件也已经部分商业化,但是有机发光领域的科学研究却远没