耦合量子点中极化子的性质

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本文以耦合球型量子点为研究对象,通过求解能量本征方程、幺正变换和变分相结合的方法,研究了耦合球型量子点中极化子的性质,以及温度对极化子性质的影响。  首先通过精确求解能量本征方程、幺正变换及变分方法,得到耦合球型量子点中电子-声子相互作用体系的基态能量。数值计算表明,耦合量子点中库仑相互作用能随球心间距的增大或量子点半径的增大而减小;电子动能、电子-声子之间相互作用的诱生势随量子点半径的增大而减小;耦合极化子基态能量随球心间距的增大或量子点半径的增大而降低。  其次,采用相同方法,得到耦合球型量子点中电子-声子相互作用体系的激发态能量,并与基态进行比较。数值计算表明,耦合极化子激发态的库仑相互作用能与基态一样,随量子点球心间距或量子点半径的增大而减小。电子-声子之间相互作用的诱生势随量子点半径的增大而下降,且基态下降较慢。电子动能随量子点半径的增大而减小,呈现出显著的量子尺寸效应,激发态更显著。激发态能量随量子点球心间距或量子点半径的增大而下降,且较基态更快地下降。  最后采用上述方法以及元激发理论方法研究了耦合球型量子点中极化子的温度效应。数值计算表明,当kBT<(h)ωLO时,耦合极化子的基态和激发态能量不随温度的变化而变化,这是因为低温情况下声子不会被激发;当kBT>(h)ωLO时,耦合极化子的基态和激发态能量均随温度的升高而增大,这是因为温度升高,电子热运动能量增大,更多的声子被激发,导致极化子能量增大。当量子点半径一定时,耦合极化子基态和激发态能量随温度的升高而增大,且温度越高,极化子的温度效应越显著。
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