Property comparison of polarons in zinc-blende and wurtzite GaN/AlN quantum wells

本文详细比较闪锌矿和纤锌矿GaN/AlN量子阱中Fr?hlich电声子相互作用哈密顿量及极化子性质。采用LLP变分方法计算由界面、局域和半空间声子模导致的基态极化子能移。结果表明,若忽略z方向和x-y平面之间异性的影响,闪锌矿和纤锌矿哈密顿量是一致的。各向异性在窄阱情形对界面声子能移的影响较为明显,而在略宽阱时对局域声子能移影响明显。此外,内建电场对各支光学声子引起的能移的影响较大。     

Property comparison of polarons in zinc-blende and wurtzite GaN/AlN quantum wells

The properties of polarons in zinc-blende and wurtzite GaN/AlN quantum wells with Fr(o|¨)hlich interaction Hamiltonians are compared in detail.The energy shifts of polarons at ground state due to the interface(IF), confined(CO) and half-space phonon modes are calculated by a finite-difference computation combined with a modified LLP variational method.It is found that the two Fr(o|¨)hlich interaction Hamiltonians are consistent with each other when the anisotropic effect from the z-direction and the x-y plane is neglected.The influence of the anisotropy on the polaron energy shifts due to the IF phonon modes for a smaller well width or due to the CO phonon modes for a moderate well width is obvious.In addition,the built-in electric field has a remarkable effect on the polaron energy shifts contributed by the various phonon modes.     

GaAs-AlxGa1-xAs双势垒结构中电子共振隧穿寿命

采用转移矩阵和数值计算相结合的方法求解含时Schrodinger方程，计算了电子在双势垒结构中的构建时间和隧穿寿命. 结果表明：构建时间和隧穿寿命对于描述电子隧穿时间特性同等重要. 通过研究隧穿时间对结构参数的依赖情况发现，隧穿寿命随阱宽和垒厚的增加而迅速增大.     

压力下屏蔽对有限深量子阱中施主结合能的影响

考虑电子有效质量、材料介电常数及禁带宽度随流体静压力的变化,以及准二维电子气对杂质库仑势的屏蔽影响,利用变分法讨论有限深量子阱中的施主杂质态能级.对GaAs/AlxGa1-xAs量子阱系统中的杂质态结合能进行了数值计算,给出结合能随铝组分、阱宽和压力的变化关系,并讨论了有无屏蔽时的区别.结果表明,屏蔽效应随着压力增加而增加且显著降低杂质态的结合能.     

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.     

电场下应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN异质结中束缚极化子的压力效应

对应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN异质结系统,引入简化相干势近似,利用改进的LLP变换和变分法计算了流体静压力和外场作用下束缚极化子的结合能。考虑由于晶格失配所致的单、双轴应变以及界面光学声子模和半空间光学声子模与电子和杂质之间的相互作用,讨论了结合能随压力、杂质位置和流体静压力的变化关系以及声子对于斯塔克能量移动的影响。数值计算结果表明,高频支界面声子模和类LO半空间声子模对于结合能和斯塔克能移的影响是主要的,且随压力的增加而显著增大,而低频支界面声子模和类TO声子模的作用则很小,且对于杂质位置和流体静压力的变化不敏感。计算还表明,导带的弯曲也不容忽视。     

静压下ZnCdSe/ZnSe量子阱中的激子跃迁

利用变分法理论研究了ZnCdSeZnSe量子阱(QWs)中基态重空穴激子光跃迁能量随静压的变化关系。计入了有限高势垒效应。考虑了晶格常数、有效质量、介电常数及体弹性模量等参量的压力效应特别是体弹性模量的压力导数对跃迁能量随压力变化的函数关系的影响。结果表明,体弹性模量的压力导数对跃迁能量随压力变化的函数关系影响很大。根据计算结果．估算出ZnCdSe／ZnSe QWs中Zn0.82Cd0.1:Se的体积弹性模量之压力导数近似为1．0。     

SiO2/Si波导应力双折射数值分析

采用有限元法对SiO2/Si掩埋光波导制备工艺中的应力变化进行了系统的分析,在此基础上,应用有限差分束传播法(FDBPM)对应力光波导的双折射进行了计算.结果表明上包层的玻璃化过程是SiO2/Si波导形成水平方向和垂直方向应力差的主要原因,相应的应力双折射系数B在10-4量级.进一步的分析表明上包层B,P重掺杂可明显减小波导的双折射系数.     

GaAs-AlxGa1-xAs双势垒结构中电子共振隧穿寿命

采用转移矩阵和数值计算相结合的方法求解含时Schrodinger方程,计算了电子在双势垒结构中的构建时间和隧穿寿命.结果表明:构建时间和隧穿寿命对于描述电子隧穿时间特性同等重要.通过研究隧穿时间对结构参数的依赖情况发现,隧穿寿命随阱宽和垒厚的增加而迅速增大.     

磁场对GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结系统中束缚极化子的影响

对GaAs/AlxGa1-xAs单异质结系统引入三角势近似异质结势,同时考虑体纵光学(LO)声子和有效近似下两支界面光学(IO)声子的影响,采用变分法讨论了外界恒定磁场对束缚于近界面杂质的光学极化子结合能的影响.利用改进的Lee-Low-Pines(LLP)中间耦合方法处理电子-声子和杂质-声子的相互作用,计算了杂质态结合能随杂质位置、磁场强度、电子面密度的变化关系.结果表明,极化子结合能随磁场呈现增加的趋势,其中LO声子对结合能的负贡献受磁场影响显著,而IO声子的负贡献受磁场的影响并不明显,但当杂质靠近界面时,杂质-IO声子相互作用对磁场的影响很敏感.结果还表明,