矩形量子線中的電-聲子相互作用.pdf

1、本文采用變分法，系統(tǒng)的研究了矩形量子線中的雜質(zhì)態(tài)和激子.計(jì)算討論了無(wú)限深勢(shì)阱中電子－和雜質(zhì)－聲子相互作用對(duì)雜質(zhì)態(tài)結(jié)合能的影響，并進(jìn)一步討論了外加電場(chǎng)對(duì)束縛極化子的影響，接著討論了無(wú)限深勢(shì)阱中電子－和雜質(zhì)－相互作用對(duì)激子結(jié)合能的影響，獲得的結(jié)果主要有：
　　 一、研究了雜質(zhì)－和電子－LO聲子相互作用對(duì)矩形極性半導(dǎo)體量子線中束縛極化子結(jié)合能的影響.計(jì)算結(jié)果表明，聲子效應(yīng)明顯的減小結(jié)合能，因此，它不能被忽略.雜質(zhì)－聲子效應(yīng)在各種聲子效

2、應(yīng)中起主要作用.在不考慮聲子影響時(shí)，我們得到的結(jié)合能結(jié)果與之前的研究結(jié)論一致.隨著方形量子線截面尺寸大小的減小，聲子效應(yīng)增強(qiáng)，并且明顯的減小結(jié)合能.聲子貢獻(xiàn)明顯的依賴(lài)于矩形量子線的截面形狀，當(dāng)量子線的截面形狀變得很扁時(shí)，聲子貢獻(xiàn)明顯的變?nèi)酢?br>　　 二、同時(shí)引入雜質(zhì)離子－聲子和電子－聲子耦合，研究了電場(chǎng)下極性矩形量子線中LO聲子對(duì)束縛極化子結(jié)合能的影響.數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，方形和矩形GaAs量子線中，結(jié)合能和聲子效應(yīng)不僅僅依賴(lài)于外電

3、場(chǎng)，而且依賴(lài)于量子線的截面形狀和尺寸大小以及雜質(zhì)的位置.減小量子線的截面尺寸大小，結(jié)合能增加.此外，當(dāng)雜質(zhì)在量子線中心時(shí)，LO聲子降低結(jié)合能，當(dāng)雜質(zhì)在量子線表面附近時(shí)，增強(qiáng)結(jié)合能，對(duì)于Stark能移，LO聲子給出了類(lèi)似的效應(yīng)。
　　 三、研究了矩形量子線中激子-LO聲子耦合效應(yīng)對(duì)Wannier激子的影響，得到了以下一些結(jié)論.由于聲子效應(yīng)對(duì)庫(kù)侖勢(shì)的屏蔽，激子-聲子相互作用減小激子結(jié)合能.聲子效應(yīng)對(duì)輕空穴激子結(jié)合能的影響要比重空穴激

4、子的影響小.聲子效應(yīng)對(duì)量子線維數(shù)的依賴(lài)性很敏感，隨著量子線尺寸的減小而增加.Ⅱ-Ⅵ族量子線激子結(jié)合能和聲子效應(yīng)要比Ⅲ-Ⅴ族的大.考慮聲子貢獻(xiàn)后，給出的量子線激子結(jié)合能，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得更好.對(duì)于GaAs量子線，我們給出的理論結(jié)果要比先前的理論結(jié)果低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.對(duì)于ZnSe量子線我們給出的理論結(jié)果，定性的與實(shí)驗(yàn)一致.值得的注意是，在理論計(jì)算中，對(duì)于激子-聲子相互作用，我們引入了受限LO聲子，同時(shí)我們采取了沿著量子線的高斯型函數(shù).這

5、些近似可能會(huì)得出稍高些的激子結(jié)合能.可以通過(guò)引入表面(界面)光學(xué)聲子，和采用在三個(gè)方向受束縛的波函數(shù)，加以改善。
　　 四、利用變分法研究了LO-和SO-聲子效應(yīng)對(duì)矩形極性半導(dǎo)體量子線中束縛極化子結(jié)合能的影響.計(jì)算結(jié)果表明，聲子效應(yīng)明顯的減小結(jié)合能，因此，它不能被忽略.SO聲子對(duì)結(jié)合能貢獻(xiàn)要比LO聲子的貢獻(xiàn)小.LO-聲子效應(yīng)在各種聲子效應(yīng)中起主要作用.相比于之前只考慮LO聲子效應(yīng)的工作，考慮SO聲子后，結(jié)合能進(jìn)一步降低.另外，聲