多层球形核壳量子点中的光学声子模及三元混晶效应

摘要

本文考虑了三元混晶（TMC）的“单模”与“双模”性，通过介电连续模型和修正的无规元素等位移模型（MREI），对含TMC的多层球形核壳异质结中光学声子模频率和相应的电-声子相互作用进行了探讨。选取四种核壳材料为例进行计算，分别是InN/InxGa1-xN/InN、ZnS/ZnxCd1-xS/ZnS、GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs和ZnSe/ZnSxSe1-x/ZnSe，其中InxGa1-xN和ZnxCd1-xS为单模型TMC，AlxGa1-xAs和ZnSxSe1-x为双模型TMC。详细地分析了四种结构中光学声子模频率和电-声子相互作用随TMC的组分、壳层厚度、角量子数l和基体介电常数的变化关系。数值结果如下： 对四种结构中界面/表面光学（IO/SO）声子模频率的研究表明，首先，在含单模型InN/InxGa1-xN/InN和ZnS/ZnxCd1-xS/ZnS以及含双模型TMC的GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs和ZnSe/ZnSxSe1-x/ZnSe三层核壳量子点结构中，分别具有五支和七支IO/SO声子模，而且各支声子模的频率随组分x的增加呈不同的变化趋势。当x>0.8（x>0.9）时，在含双模型TMC的核壳结构中，模6、7的频率接近重合。其次，在内壳层厚度y1较小的情况下，各支模的频率有显著改变，但对外壳层厚度y2的依赖较小。最后，我们观察到各支声子模的频率对较小的角量子数l也有较强的依赖。而随着角量子数l的增加，各支声子模的频率逐渐达到各自的渐近值。 对四种结构中电-声子相互作用的研究显示，各支IO/SO声子模的静电势随组分x的变化比较敏感，同时各支模对电-声子相互作用呈现出不同的贡献。当x取确定值时，各支模的峰值随着角量子数l的增加变得越为尖锐，其静电势强度不断减小且对电-声子相互作用提供较小的贡献。通过计算还发现静电势强度值的变化不仅与TMC的组分和角量子数l有关，而且受基体介电常数εd的影响也较大。随着εd的增加，各支模的静电势发生显著变化。尤其在含双模型TMC的结构中，当εd=25时，有两支声子模的局域性发生改变。

目录

声明

第一章 引 言

1.1国内外研究进展

1.1.1 半导体量子点的研究

1.1.2 光学声子模和电-声子相互作用

1.2论文内容安排

第二章 理论模型和计算方法

第三章 界面/表面光学声子模的混晶效应

3.1 数值计算与结果讨论

3.2 小 结

第四章 电-声子相互作用的混晶效应

4.1 InN/InxGa1-xN/InN和ZnS/ZnxCd1-xS/ZnS结构中电-声子相互作用

4.2 ZnSe/ZnSxSe1-x/ZnSe和GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs结构中电-声子相互作用

4.3 小 结

第五章 总 结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表和完成的论文