纤锌矿GaN/AlN量子阱中的极化子

采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法,讨论了纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN无限深量子阱材料中电子-定域长波光学声子相互作用,给出纤锌矿量子阱中自由极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随阱宽的变化关系.数值计算中考虑了纤锌矿材料的各向异性,结果表明,极化子能量随阱宽的增大而减小,当阱宽较宽时,趋近于体材料的三维值.纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN量子阱材料中,电子-定域长波光学声子相互作用对极化子能量的贡献比闪锌矿GaAs/AlAs量子阱材料中的相应值大得多.因此,讨论GaN/AlN量子阱材料中电子态问题时应考虑电子-定域声子相互作用.

纤锌矿GaN/Al_xGa_(1-x)N量子阱中自由极化子能级

采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法研究了纤锌矿GaN/Al0.3Ga0.7N量子阱中自由极化子能量和电子-声子相互作用对自由极化子能量的影响。理论计算中考虑了量子阱中定域声子模(Confined phonon modes)和半空间声子模(Half-space phonon modes)的影响以及电子有效质量、声子频率的各向异性。给出自由极化子基态能量、第一激发态能量以及跃迁能量(第一激发态到基态)随阱宽L的变化关系。数值计算结果表明,极化子基态能量、激发态能量和跃迁能量随阱宽增大而减小,最后趋于GaN体材料的三维值。该结构中电子-声子相互作用对极化子能量的贡献比较大(值约40 meV),这贡献远大于闪锌矿GaAs/Al0.3Ga0.7As量子阱中的相应值(约2.4 meV),因此讨论纤锌矿GaN/Al0.3Ga0.7N量子阱中极化子能量时不能忽略电子-声子相互作用。纤锌矿GaN/Al0.3Ga0.7N量子阱中电子-声子相互作用对极化子能量的贡献大于闪锌矿GaN/Al0.3Ga0.7N量子阱中相应值。