纤锌矿结构混晶Al_xGa_(1-x)N中的光学声子和极化子

由于声子和极化子对纤锌矿结构混晶和由其组成的量子阱的物理性质存在重要影响,采用赝原胞模型法计算纤锌矿结构混晶中Γ点的光学声子频率与组分x的关系,运用微扰的方法计算纤锌矿结构混晶中极化子有效质量mi*和能量迁移Ei随组分x的变化关系.计算结果表明:纤锌矿结构混晶AlxGa1-xN中的LO声子和TO声子均表现为单模行为,极化子的有效质量mi*和能量迁移Ei随x的变化呈线性变化.

压力下纤锌矿氮化物三元混晶中电子-声子相互作用对表面电子态的影响

考虑电子-表面光学声子相互作用及流体静压力的影响,采用变分法研究了半无限纤锌矿氮化物三元混晶A_(x)B_(1-x)N(A,B=Al, Ga and In)中表面电子态问题。对纤锌矿Al_(x)Ga_(1-x)N,Al_(x)In_(1-x)N和In_(x)Ga_(1-x)N材料,导出了电子-表面光学声子相互作用系统的有效哈密顿量,数值计算了表面电子态能级及其移动量和电子-表面光学声子耦合常数分别随流体静压力和组分的变化关系。结果表明,考虑电子-表面光学声子相互作用后表面电子态能级会下降几十meV。随流体静压力的增加,材料晶格常数和禁带宽度的变化所引起的表面电子态能级的升降博弈导致表面电子态能级随流体静压力的变化比较复杂。而表面电子态能级随组分的变化是单调的。流体静压力下纤锌矿氮化物三元混晶中,电子-表面光学声子相互作用对表面电子态的影响不应被忽略,尤其是对于具有较宽禁带宽度和较强电子-声子耦合的材料。

纤锌矿氮化物量子阱中光学声子模的三元混晶效应

本文先比较了几种常用方法(修正的无规元素等位移模型、虚晶近似和简化相干势近似等)对纤锌矿三元混晶体声子频率的拟合结果,再选用与实验数据接近的拟合方法,结合介电连续和单轴晶体模型导出含纤锌矿三元混晶InxGa1-xN和AlxGa1-xN单量子阱各类光学声子模的色散关系,进一步分析了声子模随组分的变化.结果表明,修正的无规元素等位移模型对单模性纤锌矿三元混晶体声子频率的拟合更接近实验数据.由于声子色散的各向异性,量子阱各类光学声子模随组分而发生变化,声子的局域模、界面模、半空间模以及传播模存在于特定组分和频率范围内,且同种声子模色散关系的形态也随组分而改变.

体横光学声子双模性对纤锌矿Al_xGa_(1-x)N量子阱中光学声子的影响

本文采用介电连续模型讨论纤锌矿Alx Ga1?x N的体横光学(TO)声子双模性对其量子阱中光学声子的影响.首先,给出Alx Ga1?x N中TO声子的频率的二次多项式拟合公式,在组分x=0和x=1时,使TO声子频率可回归至GaN和AlN情形.进而,分析Alx Ga1?x N含频介电函数随组分的变化.结果显示TO声子频率的单模或双模性将影响单个或两个共振频率下的含频介电函数;最后,以AlN/Alx Ga1?x N/AlN量子阱为例,计算界面和局域光学声子色散关系和声子静电势的影响.结果表明,纤锌矿Alx Ga1?x N的TO声子双模性在量子阱光学声子以及相关的理论计算中是不可忽略的.