GaN／GaAIN宽量子阱的二类激光特征

考虑了内建电场的影响，用变分法计算了GaN/GaAIN量子阱（QW）的电子子带和激子结合能。结果表明，对于阱宽较大情形，电子和空穴高度局域在QW边沿附近。内建电场造成的电子空穴空间的较大分离使QW激子表现出二类阱特征，重空穴基态结合能对Al浓度变化不敏感。     

流体静压力下应变闪锌矿(111)取向GaN/AlGaN量子阱中受屏蔽激子的结合能

结合变分法与自洽计算方法研究了流体静压力下应变闪锌矿(111)取向GaN/AlχGa1-χN量子阱中受电子-空穴气体屏蔽的激子结合能.计算中,考虑了沿(111)取向生长多层结构时存在压电极化引起的内建电场.计算结果表明,考虑压力对双轴及单轴应变的调制以及禁带宽度、有效质量和介电常数等参数的压力效应时,激子结合能随压力的增大近似线性增加;且当电子-空穴气体密度大时,这一效应更加显著.当给定压力时,随着电子.空穴气面密度的增加,激子结合能先缓慢增加,但当密度达到大约1011cm-2时结合能开始迅速衰减.此外,当减小垒的厚度时,由于内建电场减弱,激子结合能显著增加.     

流体静压力下应变闪锌矿(111)取向GaN/AlGaN量子阱中受屏蔽激子的结合能

结合变分法与自洽计算方法研究了流体静压力下应变闪锌矿(111)取向GaN/AlχGa1-χN量子阱中受电子-空穴气体屏蔽的激子结合能.计算中,考虑了沿(111)取向生长多层结构时存在压电极化引起的内建电场.计算结果表明,考虑压力对双轴及单轴应变的调制以及禁带宽度、有效质量和介电常数等参数的压力效应时,激子结合能随压力的增大近似线性增加;且当电子-空穴气体密度大时,这一效应更加显著.当给定压力时,随着电子.空穴气面密度的增加,激子结合能先缓慢增加,但当密度达到大约1011cm-2时结合能开始迅速衰减.此外,当减小垒的厚度时,由于内建电场减弱,激子结合能显著增加.     

耦合ZnO/MgxZn1-xO量子点中的激子态和带间光跃迁

在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑量子点的三维约束效应和内建电场.研究了ZnO/MgxZn1-xO0耦合量子点中激子结合能、带间光跃迁能以及电子-空穴复合率随量子点结构参数(量子点高度和势垒层厚度)的变化.结果表明:激子结合能、带间光跃迁能和电子-空穴复合率随量子点高度或势垒层厚度的增加而降低.     

势阱形状对电场下量子阱子带和激子能移的影响

在束缚态近似下,用级数解法求解电场下各种不同形状GaAs/GaAlAs量子阱中电子和空穴子带,进一步采用变分方法得到激子结合能.由此,我们首次得到电场下由抛物阱至方位阱子带和激子峰能移的变化图象.在考虑GaAs/GaAlAs量子阱形状影响的基础上,我们计算所得结果与实验吻合得很好.     

GaN基量子阱激子结合能和激子光跃迁强度

采用变分法,计算了GaN基量子阱中激子结合能和激子光跃选强度。计算结果表明,GaN基量子阱中激子结合能为10－55meV,大于体材料中激子结合能,并随着阱宽减小而增加,在临界阱宽处达到最大。结间带阶同样对激子结合能有着较大的影响,更大带阶对应更大的结合能。同时量子限制效应增加了电子空穴波函数空间重叠,因此加强了激子光跃迁振子强度,导致GaN/AlN量子阱中激子光吸收明显强于体材料中激子光吸收。     

纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱中激子能量

考虑了纤锌矿GaN/Al<,x>Ga<,1-x>N量子阱(QW)材料中空穴带质量和光学声子模的各向异性以及声子频率随波矢变化的效应,采用改进的LLP变分法计算了纤锌矿氮化物QW中激子的基态能量和结合能.给出了激子的基态能量和结合能随着QW宽度和Al组分变化的函数关系,并对闪锌矿和纤锌矿GaN/Al<0.3>Ga<,0....     

Al含量对GaN/Alx Ga1-x N量子点中激子态的影响

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场和量子点的三维约束效应,研究了Al含量对局域在GaN/AlxGa1xN量子点中激子性质的影响.结果表明,随着Al含量的增加,GaN/AlxGa1-xN异质界面处的导带不连续性增强,势垒变高,载流子受到的约束增强,激子结合能增加,电子-空穴的复合率先增大后减小,且存在最大值.对给定体积的量子点,随其高度的变化激子结合能存在最大值,相应的电子-空穴被最有效约束,激子态最稳定.     

外场对InPBi量子阱中激子结合能的影响

在有效质量近似下运用变分法计算了InAlAs/InPBi/InAlAs量子阱中的激子结合能随阱宽、Al组分、Bi组分的变化情况,分析了外加电场和磁场对激子结合能的影响。结果表明：激子结合能随阱宽增大呈现先增大后减小的趋势;随Al、Bi组分的增大,激子结合能也逐渐增大;外加电场较小时对激子结合能的影响很小,外加电场较大时破坏了激子效应;激子结合能随外加磁场增大呈现单调增大的趋势。计算结果对InAlAs/InPBi/InAlAs量子阱在光电子器件方面的应用有一定指导意义。     

Al含量对GaN/AlxGa1－xN量子点中激子态的影响

利用有效质量方法和变分原理，考虑内建电场和量子点的三维约束效应，研究了Al含量对局域在GaN/AlxGa1－xN量子点中激子性质的影响．结果表明，随着Al含量的增加，GaN/AlxGa1－xN异质界面处的导带不连续性增强，势垒变高，载流子受到的约束增强，激子结合能增加，电子空穴的复合率先增大后减小，且存在最大值．对给定体积的量子点，随其高度的变化激子结合能存在最大值，相应的电子空穴被最有效约束，激子态最稳定．     

Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱内激子结合能的研究

在有效质量近似下采用变分法计算了Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱内不同Mn组分下激子的结合能,给出了结合能在不同Mn组分下随阱宽、垒宽、外加电场的变化情况。 结果表明:激子结合能是阱宽的一个非单调函数，随阱宽的变化呈现先增加后减小的趋势，而且随着Mn组分增大, 激子结合能达到最大值的阱宽相应变小, 这与材料的带隙改变有关;激子结合能随垒宽逐渐增大然后趋于稳定值，这与波函数向垒中的渗透有关；在一定范围内电场对激子结合能的影响很小,而且Mn组分越大对激子结合能影响越小，但电场强度较大时会破坏激子效应。计算结果可以对基于半导体抛物形量子阱发光器件设计制作提供一些理论依据。     

耦合GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子特性

在有效质量近似下，运用变分方法，考虑到量子点内电子和空穴的三维束缚以及由压电极化和自发极化所引起的内建电场，对圆柱型耦合GaN量子点的光学性质及激子态做了研究。给出了激子结合能Eb、量子点发光波长λ、电子-空穴复合率和量子点高度L^GaN以及势垒层厚度L^AlGaN之间的函数关系。结果表明，量子点高度LG^GaN、势垒层厚度L^AlGaN的增加将导致激子结合能、电子-空穴复合率的降低，耦合量子点发光波长的增加。     

非对称应变纤锌矿AlxGa1-xN/GaN/AlyGa1-yN量子阱中浅杂质态的结合能

本文采用变分法数值计算应变纤锌矿AlxGa1−xN/GaN/AlyGa1−yN量子阱中类氢杂质的基态结合能. 计及由自发极化和压电极化引起的内建电场, 讨论阱宽、杂质位置以及左右垒中Al组分对结合能的影响. 结果表明, 尤其在非对称量子阱即势垒宽度或（和）高度不一样的情形下, 杂质位置和垒高对结合能随阱宽变化关系的影响比垒宽更为明显. 对称或非对称结构中, 结合能随杂质位置的变化形如电子基态波函数的空间分布. 此外, 左垒中Al组分对结合能的影响较右垒更甚.     

极性三元混晶中的Wannier激子结合能

在无序元胞孤立位移(MREI)模型下．考虑激子与混晶中的两支光学声子的相互作用,利用变分法计算了极性三元混晶(TMCs)中的Wannier激子的结合能。数值计算给出几种混晶材料的结合能随组份x的变化关系。讨论了混晶中的两支光学声子对激子结合能的贡献。结果表明,当电子和空穴有效质量相差较大时,电声子相互作用对激子结合能有着重要的贡献,声子对结合能的影响随混晶组份非线性变化的。同时讨论了有效声子近似(EPMA)在计算激子结合能时的适用范围。     

双单量子阱材料的调制光谱研究

本文采用光调制光谱方法测量了GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs双单量子阱材料的光调制反射光谱(PR),同时观察到了二个单量子阱中的带间激子跃迁,采用电场调制线形可以拟合出激子跃迁的能量,与简单的有限方势阱模型的计算结果符合。并且由调制反射光谱中的Franz-Keldysh振荡,计算得到材料表面内建电场约为29.3kV/cm。     

电致发光聚合物在外电场中行为的动力学研究

用电子－晶格耦合的紧束缚模型和求介实时牛顿动力学方程的方法研究了具有额外电子和空穴的电致发光高分子在外电场中的行为。发现外电场注入的额外电子和空穴使电致发光高分子晶格弛豫,形成双极化子激子;并存在一个临界电场,当外电场大于或者等于临界电场时,双极化子激子解离成正、负极化子,导致发光猝灭．该结果与电致发光高分子的光荧光被强电场猝灭的实验现象一致．这个一致性反映了双极化子激子是电致发光高分子中的一种发光实体,说明了电致发光高分子在强电场下光荧光猝灭的物理原因是在强电场作用下电致发光高分子中的双极化子激子被解离成正、负极化子     

分子束外延高质量GaAs-AlGaAs量子阱结构

利用国产分子束外延设备研制出高质量GaAs-AlGaAs量子阱结构材料.经光荧光测量分析,其n=1的电子-重空穴自由激子复合发光的谱线很窄,半峰宽仅1.2MeV(阱宽141A,温度10.5K),表明量子阱阱宽和异质结界面平整度的起伏小于一个单原于层.样品从低温到室温都能保持激子发光特性.     

GaAlN/GaN量子阱中电子的激发态极化及其压力效应

考虑了纤锌矿结构材料的各向异性造成的内建电场的作用以及各向异性造成的应变张量和静压形变势与各向同性材料的差别.在此基础上计算了GaN/GaAIN量子阱内电子的激发态极化.研究了压力(应变)对电子激发态极化的影响.结果表明,电子势垒高度、电子有效质量和电子激发态极化均随压力线性下降,但由于内建电场的作用造成电子波函数高度局域化,上述变化的幅度不大.     

GaAs／AlGaAs非对称耦合双阱光荧光的温度依赖关系

报道了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ非对称耦合双量子阱ｐｉｎ结构在不同温度下的光荧光谱，观察到宽阱与窄阱重空穴激子峰荧光强度随温度上升而较快下降的不同变化关系，结果表明窄阱电子的热发射是导致窄阱光荧光强度随温度上升而较快下降的主要原因。同时观测到宽阱轻空穴激子峰强度特环的温度依赖关系，并分析了其物理机制。     

应变层多量子阱InGaAs—GaAs的光电流谱研究

在10—300K温度范围,用光电流谱方法研究了未掺杂的x为0.1、0.15和0.2,InGaAs层厚度为8和15nm的In_xGa_(1-x)As—GaAs应变层多量子阱的能带结构。在1.240—1.550eV光子能量范围,除11H、11L和22H激子跃迁以及GaAs的基本带间跃迁外,还观察到束缚子带到连续带的跃迁。对样品In_(0.15)Ga_(0.85)As(8nm)-GaAs(15nm),观察到11H重空穴激子的2s及其它激发态跃迁,由此得到激子结合能的近似值,约为8meV。重空穴能带台阶Q_v=0.40±0.02。应变效应使得电子和重空穴束缚在InGaAs层,而轻空穴束缚在GaAs层。