磁场下有限深矩形量子线中激子束缚能的研究

摘要

本文提出一种计算矩形量子线中的电子态及空穴态的微扰法，在此基础上用有效势模型计算了激子的束缚能，给出了激子在有磁场时的束缚能与无磁场时的束缚能的差值随磁场的变化情况。在计算过程中，考虑了由形成量子线两种材料晶格常数不同带来的形变势以及电子和空穴在材料中的质量失配，由于计算的是基态能，所以只考虑了重空穴的影响。所得结果比前人工作与实验吻合得更好。 计算了截面长度不变，宽度变化的InAs/InP矩形量子线中的电子和空穴的能量随磁场的变化情况，还计算了无磁场时激子的束缚能以及有磁场时激子的束缚能与无磁场时激子束缚能的差值随磁场的变化情况。最后对计算结果进行了分析和讨论，得到了以下结论： (1)在量子线尺寸不变的情况下，电子和空穴的能量随着磁场的增加而增加。在相同磁场下，电子和空穴的能量随着量子线尺寸的减小而增大。 (2)在截面长度不变而宽度在比临界阱宽小的范围内变化的矩形量子线中，在宽度减小的情况下，激子的束缚能变小，受磁场的影响较大。 用本文提出的微扰法计算更高阶的能量可得到更精确的结果。这种方法可用来计算矩形量子线中的其他问题，例如，X-态、X+态、X2态等等。我们还可以用这种微扰法来计算截面为三角形或其他形状的量子线中的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1低维半导体的发展及其应用

1.1.1低维半导体结构的发展

1.1.2低维半导体材料的制备技术及相关器件简介

1.2量子线的研究进展

1.3本文研究背景及主要研究工作

2理论框架

2.1理论模型及微扰论简介

2.2垂直磁场下电子的能态

2.3垂直磁场下空穴的能态

2.4激子的束缚能

3结果与讨论

3.1电子的能态

3.2空穴的能态

3.3激子的束缚能

4结论

参考文献

致谢