各向异性抛物势对非对称半指数量子阱中杂质极化子基态能量的影响

当非对称半指数量子阱中在阱的生长方向存在非对称半指数受限势,而在垂直于阱的生长方向存在各向异性抛物受限势时,我们理论上研究了类氢杂质対非对称半指数量子阱中弱耦合杂质极化子基态能量性质的影响.应用线性组合算符方法和两次幺正变换导出了非对称半指数量子阱中弱耦合杂质极化子的基态能量.我们挑选非对称半指数GaAs半导体量子阱晶体为例,计算了非对称半指数量子阱中弱耦合杂质极化子的基态能量与库仑杂质势的强度,非对称半指数受限势的两个正参数和x方向和y方向的各向异性抛物势的受限强度变换关系.通过数值我们发现非对称半指数量子阱中弱耦合杂质极化子的基态能量随库仑杂质势的强度的增加而增大,杂质极化子的基态能量是参量U₀和x方向和y方向的各向异性抛物势的受限强度的的增函数,而它是参量σ的减函数.表现了奇特的量子尺寸限制效应.     

磁场对CsI非对称Gaussian受限势量子阱中强耦合极化子的影响（英文）

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了磁场对非对称Gaussian受限势量子阱中强耦合极化子的振动频率、基态能量和基态结合能的影响.计算结果表明振动频率随磁场的回旋频率的增加而增大,基态能量的绝对值和基态结合能随回旋频率的增加而减少.振动频率是Gaussian受限势量子阱的范围的减函数,而基态能量的绝对值和基态结合能是其增函数.由此,我们得出磁场和Gaussian受限势量子阱的范围是研究非对称Gaussian受限势量子阱中磁极化子性质的重要因素.     

施加电场的半抛物量子阱中的电光效应

利用量子力学中的紧致密度矩阵方法，研究了施加电场的半抛物量子阱中的电光效应。通过位移谐振子变换，得到了系统中的电子态的精确解。对典型的GaAs材料进行数值计算的结果表明，随着电场强度的增加，电光效应系数几乎线性随之增加；但是随着半抛物量子阱受限势频率的增加，电光效应系数单调地减小；而且在同样的电场强度及抛物束缚势频率作用下，半抛物量子阱模型中的电光效应系数比抛物量子阱模型中的值大两个数量级，这是由于我们所选模型本身的非对称性以及电场进一步使这种非对称性增强的缘故。     

非对称耦合量子阱吸收与色散的理论研究

基于V型三能级模型研究了非对称耦合量子阱（ACQW）线性吸收与色散特性. 理论结果表明：在小偏置区，由沿生长方向的外加电场引起的强量子限域Stark频移导致非共振吸收，线性折射率大幅度降低，表现为色散猝灭特性. 而随负偏压进一步增加, 由于量子限域Stark效应消失，其吸收与色散特性则与单量子阱最低激子态相类似. 这意味着ACQW具有随外加电场变化的可控色散特性. 关键词： 非对称耦合量子阱 量子相干 可控色散     

非对称ZnO/ZnMgO双量子阱内量子效率的提高

在c-plane面蓝宝石衬底上生长了ZnO/Zn0.85Mg0.15O非对称双量子阱,其内量子效率相对于对称量子阱有了显著的提高。ZnO/Zn0.85Mg0.15O的10周期对称量子阱和5周期非对称双量子阱都是利用等离子体辅助分子束外延技术制备的。ZnO/Zn0.85Mg0.15O非对称双量子阱的内量子效率提高至对称阱的1.56倍。时间分辨光谱和光致发光谱测试结果证实,在ZnO/Zn0.85Mg0.15O非对称双量子阱中存在从窄阱到宽阱的激子隧穿过程,这是内量子效率提高的主要原因。     

非对称耦合量子阱的吸收非线性增强

基于V 形三能级模型运用密度矩阵方程推导了非对称耦合量子阱三阶光学非线性极化率. 具体分析了三阶吸收非线性效率（三阶光学非线性极化率与线性吸收系数之比）随阱间电子相干振荡频率的变化规律. 理论结果表明：三阶吸收非线性效率对阱间电子相干振荡频率相当敏感，当阱间电子相干振荡频率增大时三阶吸收非线性效率显著增强，而当阱间电子相干振荡频率为零时，这种非线性效率类似于单量子阱情况. 与单量子阱相比，对于已设计好的非对称耦合量子阱结构其突出特征表现在，其非线性吸收与色散特性可经由沿材料生长方向偏压进行控制. 据此，我们预期利用这种非对称耦合量子阱结构能设计成光通信中的光限幅器和可控克尔光开关.     

库仑场对非对称量子点中强耦合极化子声子平均数的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究库仑场对非对称量子点中强耦合极化子振动频率和声子平均数的影响。导出量子点中强耦合束缚极化子振动频率和声子平均数随量子点的横向和纵向有效受限长度,库仑束缚势和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中强耦合束缚极化子的振动频率和声子平均数随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大。随库仑束缚势和电子-声子耦合强度的增加而增大。     

纤锌矿InGaN staggered量子阱中的激子态和光学性质

本文将基于有效质量近似下的变分法,理论研究了纤锌矿InGaN/GaN staggered量子阱中的激子态和光学性质.数值结果显示了InGaN量子阱中的量子尺寸和staggered受限垒对束缚于量子阱中的激子态和光学性质有着明显的影响.当阱宽增加时,量子受限效应减弱,激子结合能降低,带间发光波长增加.另一方面,当量子阱中staggered受限势增加时,量子受限效应增强,激子结合能升高,带间发光波长降低.本文的理论结果证明了可以通过调节staggered垒高和量子尺寸来调控纤锌矿InGaN staggered量子阱中的激子态和光学性质.     

纤锌矿InGaN staggered量子阱中的激子态和光学性质

本文将基于有效质量近似下的变分法,理论研究了纤锌矿InGaN/GaN staggered 量子阱中的激子态和光学性质。数值结果显示了InGaN量子阱中的量子尺寸和staggered受限垒对束缚于量子阱中的激子态和光学性质有着明显地影响。当阱宽增加时,量子受限效应减弱,激子结合能降低, 带间发光波长增加。另一方面,当量子阱中staggered受限势增加时,量子受限效应增强,激子结合能升高,带间发光波长降低。本文的理论结果证明了可以通过调节staggered垒高和量子尺寸来调控纤锌矿InGaN staggered 量子阱中的激子态和光学性质。     

掺杂对称性对(110)晶向生长GaAs/AlGaAs量子阱中电子自旋弛豫动力学的影响

采用时间分辨圆偏振光抽运-探测光谱,测量了(110)晶向生长的近似对称和完全非对称掺杂GaAs/AlGaAs量子阱中的电子自旋弛豫,发现两种量子阱材料中的电子自旋弛豫时间随载流子浓度的增大均呈现出先增大后减小的趋势,且近似对称掺杂GaAs量子阱中的电子自旋弛豫时间明显大于完全非对称掺杂量子阱.分析表明,在(110)晶向生长的GaAs量子阱中并非只有通常认为的Bir-Aronov-Pikus(BAP)机理起作用,在低载流子浓度区域,两种量子阱中D′yakonov-Perel′(DP)机理起主导作用,高载流子浓度区域BAP机理和DP机理都起作用,完全非对称掺杂的量子阱中DP机理强于近似对称掺杂量子阱.     

非对称双量子阱中载流子耦合的温度依赖性

非对称双量子阱中载流子动力学过程的温度依赖性研究,对于实现室温下高效的量子阱光电器件有着非常重要的意义。随着温度的升高,量子阱中的载流子被热激发到势垒层中后,部分载流子会被量子阱再俘获,即在不同的量子阱之间发生了载流子的耦合。利用耦合多量子阱载流子动力学模型,模拟了非对称双量子阱中载流子耦合的温度依赖性。研究表明,在不同温度下,各量子阱的光致荧光强度比强烈地依赖于量子阱的激活能差。光致荧光强度比的最大值与激活能差成指数关系,而其所对应的温度与激活能差成线性关系。     

施加电场的半抛物量子阱中的二阶非线性光学极化率

利用量子力学中的紧致密度矩阵方法,研究了施加电场的半抛物量子阱中的二阶非线性光学极化率(光整流系数),得到了此系统的光整流系数的解析表达式.数值计算的结果表明,随着电场强度的增加,光整流系数几乎线性随之增加,而且在同样的电场强度及抛物束缚势频率作用下,半抛物量子阱模型中的光整流系数比抛物量子阱模型中的值大一个数量级,这是由于我们所选模型本身的非对称性以及电场进一步使这种非对称性增强的缘故.     

施加电场的半抛物量子阱中束缚态的能级结构

采用位移谐振子与数值求解相结合的方法,研究和讨论了施加电场的半抛物量子阱中束缚态的能级结构,得到了体系的本征能量与本征函数的表达式．数值结果显示,随着电场强度的增大,束缚态的能量几乎线性地下降,电场对半抛物束缚势频率较低的系统以及系统的高能级的影响较大,相邻能级间隔也随着电场强度的增大而减小,这与施加电场的抛物量子阱中的情况明显不同．     

电子束泵浦ZnO/ZnMgO量子阱的最佳激发电压

对不同加速电压电子束泵浦下的ZnO/Zn0.85Mg0.15O量子阱的荧光光谱进行了研究。样品利用分子束外延技术在蓝宝石衬底上生长。激子隧穿使非对称双量子阱的激发效率相对于对称阱有了明显提高。非对称阱的结构设计使最佳激发电压从对称阱的7 kV降低到了更适合器件小型化的5 kV。     

用Ξ形四能级模型研究非对称耦合量子阱非定域激子复合发光

基于Ξ形四能级模型运用密度矩阵方程研究了非对称量子阱中非定域激子复合发光特性.理论结果表明：非定域激子复合发光具有双峰特征，两峰相对于中心跃迁频率的红移和蓝移量与电子和空穴的振荡频率密切相关.与单量子阱相比，这种频率移动对外加电场相当敏感，即当外加反向电场作小的变化时，两峰有较大的移动，表现强量子限域斯塔克效应.这意味着利用非对称量子阱在新一代高速调制器和光开关中具有潜在的应用价值. 关键词： 非对称耦合量子阱 共振隧穿 非定域激子 量子限域斯塔克效应     

非对称量子点中弱耦合束缚极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了非对称量子点中弱耦合束缚极化子的性质。导出了非对称量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随量子点的横向和纵向有效受限长度,库仑束缚势和电子-声子耦合强度的变化关系。通过数值计算,结果表明:非对称量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大。     

InGaAs/GaAs应变量子阱的光谱研究

分别用光致发光谱（PL），光伏谱（PV）及时间分辨谱（TRPL）的方法，测量了应变InGaAs/GaAs单量子阱和多量子阱在不同温度下的光谱，发现单量子阱与多量子阱有不同的光学4性质。多量子阱PL谱发光峰和PV谱激子峰的强度与半高宽都比单量子阱的大，但单量子阱的半高宽随着温度的升高增大很快，这是由激子－声子耦合引起的，通过时间分辨谱研究发现了量子阱子能级之间的跃迁，多量子阱的发光寿命明显比单量子阱的长，我们利用形变势模型对量子阱的能带进行了计算，很好地解释了实验结果。     

非对称量子点中磁极化子的声子平均数

采用线性组合算符方法研究了非对称量子点中强、弱耦合磁极化子的声子平均数的性质。导出了非对称量子点中强、弱耦合磁极化子的声子平均数和振动频率随量子点的横向和纵向受限强度,电子-声子耦合强度的变化关系。对RbCl晶体进行数值计算,结果表明非对称量子点中强、弱耦合磁极化子的声子平均数和振动频率随量子点的横向和纵向受限强度和电子-声子耦合强度的增大而迅速增大。     

非对称量子点中极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了非对称量子点中强、弱耦合极化子的性质,导出了非对称量子点中强、弱耦合极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向、纵向有效受限长度,电子-声子耦合强度的变化关系.通过数值计算,结果表明,量子点中强、弱耦合极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向、纵向有效受限长度的减小而迅速增大.     

一种特殊的非对称量子阱中的电光效应

运用密度矩阵方法推导出了特殊非对称量子阱中电光系数的解析表达式,并以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例进行了数字计算.计算结果表明,量子阱的非对称性随着参数a的增大而增强,随着参数V₀的增大而减小.电光系数的最大值也随着参数a的增大而增大,随着参数V₀的增大而减小,表明电光系数将随着量子阱非对称性的增大而增大.在取不同的参数a和不同的参数V₀时,电光系数和入射光子能量的关系分别被绘制成曲线图.在图中分别有三个不同的峰,而且系统的非对称性越大,峰值就越大.随着量子阱非对称性的增大,曲线中的峰向能量低的方向移动.另外,在这种量子阱中得到了比较大的电光系数,大约在10^-6m/V量级.随着近来纳米制作技术的进步,使得在实验上制作这种特殊非对称量子阱并得到较好的非线性材料成为可能.