磁场作用下抛物量子阱线中离子施主束缚激子体系的性质

摘要

本文在有效质量理论的框架下研究了抛物势量子阱线中离子施主束缚激子体系(D+，X)的性质。在数值计算中，我们在绝热近似下采用一维有效势模型对(D+，X)体系的哈密顿进行简化，将哈密顿化为等效的一维形式，然后利用有限差分法对能量本征方程进行求解，得到体系的基态波函数、基态能和束缚能，并对计算结果进行了详细的分析和讨论。 首先，计算结果表明抛物势量子阱线中离子施主束缚激子体系的束缚能随着抛物势强度的增强而增大，随着外加磁场的增大而增大。沿平行于阱线方向的磁场的加入相当于增大了抛物势量子阱线的约束强度。对于体系束缚能的变化，磁场和量子阱线的约束作用依其强弱的相对关系而交替成为主导因素。 其次，我们计算并比较了离子施主束缚激子体系对应于两个不同解离过程的束缚能，并对其数值关系进行了深入的分析。 然后，我们利用体系的基态波函数计算了体系中各粒子间的平均距离随抛物势强度和磁场的变化关系，得到了合理的结果。我们比较了电子与施主杂质之间的平均距离和电子与空穴之间的平均距离，发现两者之间的数值关系与中性施主杂质和激子束缚能的数值关系是相关联的，我们对此进行了计算和讨论。 最后，我们描绘出了体系的波函数和概率密度分布图，并对施主杂质离子对激子的束缚机制进行了分析，进而得到了一个较为直观的物理图象。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1半导体物理的发展

1.2半导体超晶格物理

1.2.1量子约束效应

1.2.2超晶格微带效应

1.2.3低维和小量子系统

1.2.4量子阱激光器

1.3本文的研究背景

2理论框架

2.1离子施主束缚激子体系的基态能

2.2激子体系的基态能

2.3中性施主杂质体系的基态能

2.4离子施主束缚激子体系的基态束缚能

2.5离子施主束缚激子体系中各粒子间平均距离

3结果分析与讨论

3.1 磁场下(D+，X)的束缚能

3.2磁场下(D0，h)的束缚能及其与(D+，X)束缚能的关系

4结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的论文