超晶格量子阱沟道辐射的频率特征

预言了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射,引入正弦平方势描述超晶格量子阱沟道粒子的运动行为,并在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为摆方程.用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,导出了量子阱沟道辐射能量与辐射谱的轨道特征.结果表明,对于能量为100MeV左右的电子,辐射能量可达keV量级(X-能区).指出了用量子阱沟道辐射作为X-激光或γ-激光的可能性.     

超晶格量子阱光学双稳态系统的全局分叉与混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析.     

正割平方势与超晶格量子阱中带电粒子的电磁辐射

在经典力学框架内,引入正割平方势,解析地给出了粒子的运动轨迹和振动频率。结果表明,量子阱沟道辐射的谱密度分布由线形因子决定,且随着谐波数增加,强度与谐波数平方反比减少;由于噪声的影响,高次谐波分量常被噪声掩盖,实验上,只剩下不多的几条谱线,这为低次谐波的进一步实验研究提供了可能。     

受迫摆方程与准沟道辐射的稳定性

从受迫摆方程出发导出了系统的频率响应,并从Mathieu方程的稳定区和不稳定区讨论了系统的稳定性。指出了粒子的准沟道运动可以用周期转动解来描述,并利用系统的周期倍分叉、跳跃现象和弛豫行为讨论了准沟道粒子运动的稳定性。结果表明,适当选择参数,系统的稳定性是可以保证的。     

超晶格量子阱异宿轨道的混沌行为

在经典力学框架内和小振幅近似下,把超晶格量子阱的粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项的广义Duffing方程,并用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和粒子运动周期;用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并利用Poincare映射分析了异宿轨道在Smale马蹄意义下的混沌行为.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节系统参数就可以避免或控制混沌发生,从而保证系统的稳定性.     

超晶格量子阱的沟道效应与光学双稳态效应

构造了一种高阶非线性"抛物线"量子阱,并提出了一种获得光学双稳态的新概念.指出了只需在超晶格量子阱的两端加上一个直流电场和交变电场,便可用它作为光学双稳态器件.引入高阶非线性"抛物线"势,并考虑到粒子运动阻尼和外场作用,在经典力学框架内和弱偏置下,粒子运动方程化为了具有硬弹簧特性的Duffing方程.用摄动法找到了系统的近似解,并分析了共振线附近粒子的运动行为与系统的稳定性.结果表明,粒子的振幅平方与外场振幅平方的关系曲线出现了后弯现象,正是这个后弯现象决定了系统存在双稳态,也正是这个双稳态决定了具有四阶非线性抛物线势阱的超晶格量子阱可望作为光子或光电子技术中新的记忆元件或存储元件.     

掺杂超晶格光学双稳态系统的混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。利用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并根据Melnikov函数有简单零点的条件,找到了系统进入Smale马蹄变换意义上的混沌临界值。结果表明,系统进入Smale马蹄意义下的混沌临界条件与它的具体参数有关,只需适当调节参数,混沌便可以原则上控制或避免,为掺杂超晶格作为光学双稳态器件的可能性提供了理论分析。     

正弦平方势与形变超晶格系统的混沌行为

假设超晶格"折沟道"对粒子的作用等效为形状相似的周期调制,利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有阻尼力和周期调制的非线性微分方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和它的混沌行为.指出了超晶格沟道效应的无规现象与系统混沌的相关性.     

小振幅近似与形变超晶格系统的动力学稳定性

假设超晶格的"锯齿形"沟道对粒子的作用可等效为形状相似的周期调制,引入正弦平方势,并在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬弹簧特性的Duffing方程.利用多尺度方法分析了共振线附近的粒子运动行为,讨论了系统的主共振、子共振和超共振.计算了超晶格"锯齿形"沟道的临界斜率与系统参数之间的关系,为能带工程或超晶格光磁电效应的进一步研究提供了理论分析.     

非线性抛物线势与量子阱双稳态系统的稳定性

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的经典Duffing方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统进入混沌的临界条件值.结果表明,只要参数满足临界务件,系统就是"数学"稳定的.考虑到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数,混沌就可以得以避免或控制,这为光学双稳态器件的制备和稳定工作提供理论依据.

Abstract：

Based on the bistable effect of the superlattice quantum well, the particle motion equation is reduced to the classical Dulling equation in the classical mechanics frame. The chaotic behaviors with the Smale horseshoe are analyzed by Melnikov method. The critical condition approaching to chaos is found. It is shown that the system is stable if the critical condition is satisfied, because the critical condition entered in a chaos is related to the parameters of the system, provided regulating a parameters of the system, the chaos can be avoided or controlled. The theoretical analysis is provided to the design of optical bistable stable cells.     

形变超晶格的位错模型与粒子的退道效应

引入位错模型讨论粒子的退道效应.把超晶格的沟道偏折等效为位错引起的沟道弯曲,并对刃型位错的退道行为作了具体分析.利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有外力矩的摆方程,用能量法分析了系统的相平面特征,导出了系统的退道系数.     

小振幅近似与形变超晶格系统的动力学稳定性

假设超晶格的"锯齿形"沟道对粒子的作用可等效为形状相似的周期调制,引入正弦平方势,并在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬弹簧特性的Duffing方程.利用多尺度方法分析了共振线附近的粒子运动行为,讨论了系统的主共振、子共振和超共振.计算了超晶格"锯齿形"沟道的临界斜率与系统参数之间的关系,为能带工程或超晶格光磁电效应的进一步研究提供了理论分析.     

掺杂超晶格量子阱带内跃迁的量子力学描述

引入正弦平方势,把掺杂超晶格中电子的运动问题化为带有大参数的Schrodinger方程。利用WKB近似和Langer变换,找到了系统的本征值和本征函数,并计算了掺杂超晶格电子的带内跃迁。结果表明,电子在相邻能级之间的跃迁能量大约在毫电子伏量级,而相应频率位于太赫兹附近。     

双曲正割平方势与量子阱的电子跃迁

引入了双曲正割平方势来描述超晶格量子阱中的电子运动, 利用这个相互作用势把电子的Schrdinger方程化为了超几何方程, 并以Ga1-xAlxAs/GaAs/Ga1-xAlxAs量子阱为例计算了电子的带间跃迁.结果表明,阱内的能级数目和跃迁能量与系统参数有关.于是,可望通过对势阱参数的控制来得到不同光电特性的量子阱材料.