外电场下球形量子点中杂质态、束缚极化子结合能及其压力效应

摘要

本文在有效质量近似下，研究了外电场及流体静压力下有限高势垒半导体球形量子点中杂质态的结合能；利用Lee-Low-Pines(LLP)变分方法研究了外电场下局域和半空间LO声子对束缚极化子结合能的影响及其压力效应。
　　 首先，在有效质量近似下，利用变分法研究了外电场以及流体静压力对GaN/AlxGa1-xN球形量子点中类氢杂质态结合能的影响。计算了杂质态结合能随半径和流体静压力的变化关系。数值结果表明，杂质态结合能在不同外电场下随半径的增大而先增大到最大值再减小。此外，不同尺寸的量子点结合能随流体静压力的增加而增大。杂质态斯塔克能移在小半径情况不明显，在大半径时比较明显，且随外电场强度的增大而幅度越大。我们的工作中还考虑了介电失配的影响。
　　 其次，采用Lee-Low-Pines(LLP)变分方法研究了外电场下有限高势垒球形量子点中束缚极化子结合能及其压力效应。分别计算了电子和杂质与光学声子的相互作用对结合能的影响。数值结果表明，带电载流子(电子、杂质)与LO声子相互作用大大的降低杂质态结合能。电子-局域LO声子互作用使结合能有增大的趋势，而电子-半空间LO声子互作用使结合能减小。对于结合能的极化子效应，主要来自杂质-LO声子互作用的贡献。A1组分的增加使结合能的极化子效应增强。极化子效应使结合能斯塔克能移减小。