纤锌矿结构氮化物混晶中的极化子和光学声子

摘要

近年来，Ⅲ-Ⅴ族氮化物GaN、AlN、InN及其合金由于在光电子和微电子器件方面的广阔应用前景，引起了人们的极大兴趣，其中一个十分重要的课题就是Ⅲ族氮化物及其合金构成的异质结中的光学声子模及其电声相互作用。由于声子对纤锌矿结构混晶及其组成的量子阱的物理性质有重要影响，因此研究此类体系的光学声子模具有十分重要的物理意义。 第一部分的工作是首先采用赝原胞(PUC)模型计算纤锌矿结构混晶中电子-声子相互作用的哈密顿，然后运用微扰近似的方法计算纤锌矿结构混晶中弗留利希耦合常数、极化子有效质量和极化子能量迁移随组分x的变化关系，并对纤锌矿结构混晶AlxGa1-xN和InxGa1-xN进行了数学计算。计算结果表明，纤锌矿结构混晶AlxGa1-xN和InxGa1-xN都表现为单模行为，耦合常数、有效质量、介电常数和振子强度均随x的变化呈线性变化。 第二部分的工作利用介电连续模型，从Maxwell方程组和晶格动力学方程出发，采用传递矩阵的方法导出纤锌矿结构量子阱的各种声子模，得到色散关系和电子-界面声子相互作用的哈密顿量。对纤锌矿结构量子阱GaN/InxGa1-xN/GaN和GaN/In0.8Ga0.2N/GaN的色散关系和电声耦合强度进行了计算。结果表明：在对称纤锌矿结构单量子阱GaN/InxGa1-xN/GaN中，有四支界面声子，且界面声子频率随x的变化呈线性关系，四支界面声子都与电子发生相互作用，但仅有一支界面声子对电声相互作用的耦合强度具有重要影响；在对称纤锌矿结构单量子阱GaN/In0.8Ga0.2N/GaN中，随着波数的变化不同的界面声子对电声相互作用的贡献不同。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章纤锌矿结构氮化物混晶中的电子-声子相互作用

第三章纤锌矿结构InxGa1-xN/GaN量子阱中的界面声子模及其电声相互作用

第四章总结

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢

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