氮化物抛物量子阱中类氢杂质态能量

采用变分方法研究氮化物抛物量子阱(GaN/A lxGa1-xN)材料中类氢杂质态的能级,给出基态能量、第一激发态能量、结合能和跃迁能量等物理量随抛物量子阱宽度变化的函数关系。研究结果表明,基态能量、第一激发态能量、基态结合能和1 s→2p±跃迁能量随着阱宽L的增大而减小,最后接近于GaN中3D值。GaN/A l0.3Ga0.7N抛物量子阱对杂质态的束缚程度比GaAs/A l0.3Ga0.7As抛物量子阱强,因此,在GaN/A l0.3-Ga0.7N抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子比在GaAs/A l0.3Ga0.7As抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子稳定。

GaAs－Ga_（1－x）Al_xAs异质结附近类氢杂质束缚能及其受像势的影响

在有效质量近似下，利用一维化Ｅｕｌｅｒ方程方法计算了ＧａＡｓ－Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ异质结附近类氢杂质基态及２ｐ±态束缚能及其受像势的影响．在极限情况下，我们的结果可以重现已有的精确解．

磁场对正方体量子点中类氢杂质束缚能的影响

利用有效质量近似 ,计算了磁场影响下正方体量子点中类氢杂质体系的束缚能 ;与相同条件下量子线以及球形量子点的束缚能进行了比较 ,得出合理的结果 ;

GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中类氢杂质位置对激子态的影响

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应,研究类氢杂质对GaN/AlxGa1-xN量子点中激子态的影响.结果表明:量子点中心的类氢杂质使激子的结合能升高,基态能降低,QD系统的稳定性增强,发光波长红移.杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定.随着杂质从量子点的上界面沿着Z轴移至下界面,激子基态能增大,结合能减小,带间发光蓝移.

铌酸锂晶体红外光谱及其氢杂质结构

测量了同成分、掺铁和掺镁铌酸锂晶体质子交换前后的红外光谱,提出氢杂质在铌酸锂中可以三种结构状态存在。

闪锌矿GaN量子点中类氢杂质态的束缚能

在有效质量近似下,用变分法研究了闪锌矿GaN/Al_xGa_(1-x)N单量子点中的类氢杂质态.结果表明量子点中的杂质位置和量子点结构参数(量子点高度H、半径R及Al含量x)对施主束缚能有很大的影响.当杂质位于量子点中心时,施主束缚能E_b有最大值.此外,施主束缚能E_b随着量子点高度H(半径R)的增大而减小,随着量子点中Al含量x的增大而增大.

GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中类氢杂质的结合能

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN/A lxGa1-xN柱形量子点中类氢杂质的结合能随量子点高度、A l含量和杂质位置的变化规律。结果表明:类氢杂质位于量子点中心时,杂质结合能随量子点高度的增加先增大后减小,存在最大值;随着A l含量的增加,杂质结合能增大。而杂质从量子点下界面沿Z轴上移至上界面时,杂质结合能先增大后减小,存在最大值。

磁场对耦合双量子盘中类氢杂质性质的影响

在有效质量近似下,采用简单的变分波函数,定量计算了无限深对称GaAs/AlGaAs耦合双量子盘在沿轴向不同强度磁场的作用下,类氢杂质体系的基态束缚能随量子盘的半径、中心垒厚、盘厚度的变化.发现,体系束缚能由空间限制作用和磁场限制作用共同决定:在空间限制比较弱时磁场强度对束缚能的影响变得更加明显,当空间限制强时磁场对束缚能的影响变得微弱.还发现,由于2个量子盘间的耦合作用使耦合双量子盘的结果比单量子盘结果偏小.在耦合双量子阱的极限条件下所得的结果与前人的结果符合得很好.

抛物类氢杂质量子点的光吸收

在精确对角化方法得到的系统哈密顿方程的能量和波函数的基础上,我们利用密度矩阵方法计算了抛物类氢杂质量子点中激子的基态(L=0态)跃迁到第一激发态(L=-1态)的光吸收系数。

在外电场作用下有限抛物量子阱中类氢杂质态结合能

采用变分方法研究GaAs/AlxGa1-xAs有限抛物量子阱中类氢杂质态能量和结合能随外电场和阱宽的变化关系.在计算中考虑了电子有效带质量和介电常数随空间坐标(或合金组分)的变化因素.结果表明,外电场对类氢杂质态能量和结合能均有明显的影响,并且这些影响随着阱宽的增大而增大.电子有效带质量和介电常数随空间坐标的变化效应使得类氢杂质态基态能量减小,结合能增大,此效应随着阱宽的增大明显变小.

量子尺寸效应对InGaN/GaN量子点中的类氢杂质态的影响

在有效质量近似下,运用变分法研究了量子尺寸效应对闪锌矿InGaN/GaN量子点中类氢杂质的施主束缚能的影响.数值结果显示,类氢杂质的施主束缚能在很大程度上依赖于杂质位置和量子点结构参数,当杂质位于量子点中心时,施主束缚能最大;当量子点尺寸增加时,位于该量子点任一位置处的杂质束缚能均降低.

In_xGa_(1-x)N/GaN量子点中类氢杂质态结合能

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的InxGa1-xN/GaN柱形量子点中类氢杂质态结合能随量子点的结构参数(高度、半径)I、n组分和杂质位置的变化规律。结果表明:类氢杂质位于量子点中心时,杂质态结合能随量子点高度的增加先增大后减小,存在最大值;随量子点半径增大而减小;而随着In组分的增加,杂质态结合能增大;杂质从量子点下界面沿z轴移至上界面过程中,杂质态结合能增大;量子点内外材料的电子有效质量的失配使杂质态结合能减小。

类氢杂质对In_xGa_(1-x)N/GaN量子点中激子的基态能和结合能的影响

在效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,研究了类氢杂质对InxGa1-xN/GaN量子点中激子的基态能和结合能的影响。结果表明:量子点中心引入类氢杂质,量子点的结构参数(半径、高度)和In含量存在临界值,当参数大于临界值时,约束在QD中激子的基态能减小,结合能增大,激子态的稳定性增强。杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定。随着杂质从量子点的上界面沿着Z轴移至下界面,激子基态能增大,结合能减小。

Ⅲ族氮化物量子点中类氢杂质态结合能

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1-xN,In xGa1-xN/GaN柱形量子点中类氢杂质态结合能随量子点的结构参数(量子点高度L和量子点半径R)、Al或In含量和类氢杂质位置的变化规律,并计算了考虑量子点内外电子有效质量不同后对杂质态结合能的修正.结果表明:类氢杂质位于量子点中心时,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加先增大后减小,存在最大值.对GaN/AlxGa1-xN量子点,随着Al含量的增加,杂质态结合能增大;杂质从量子点下界面沿z轴上移至上界面过程中,结合能存在最大值.对InxGa1-xN/GaN量子点,随着In含量的增加,结合能先缓慢增大后缓慢减小,存在最大值;杂质从量子点下界面沿z轴移至上界面过程中,杂质态结合能增大.量子点内外电子有效质量的失配使杂质态结合能增大.

类氢杂质InAs量子环的基态和激发态能级

利用B样条技术计算类氢InAs类氢杂质量子环基态和激发态能级的量子尺寸效应.当抛物势ω=0和ω=50meV时,基态能量的计算结果为常数E0,0=-4.98meV;当r0=0时,且无类氢杂质时,计算结果和精确的理论计算结果完全一致;当量子环较小时,杂质的库仑势对量子环的能量曲线Enr,m——r0影响较大;当量子环较大时,杂质的库仑势对量子环的能量的影响越来越小,库仑项可以近似地作为微扰项来处理.抛物禁闭关联势-μω02rr0对量子环的能量起关键作用,绝对不可能作为微扰项处理.量子环的基态和激发态随着抛物势ω的增加而增大.保持径向量子数nr不变,小量子环的能级随着角量子数|m|不同而明显分开,简并被破坏;当量子环变大时,基态和激发态的能级都趋于简并.

直流电弧等离子体CVD金刚石膜中氢杂质研究

运用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核反应分析(NRA)对直流电弧等离子体制备的金刚石膜中的氢杂质进行了研究,并通过添加少量空气到反应气体的实验分析了氢杂质的变化。研究结果发现:红外光谱只能检测金刚石膜中的成键氢,其含量随着氮渗入量的增加而增加,并得出2820cm-1处的吸收是由氮结合的CH基团振动引起的,2832cm-1处的吸收可能是由金刚石膜特征结构缺陷结合的CH基团振动引起的,而不是氧相关的基团。核反应分析可以检测金刚石膜中的总氢含量,近表面小于50nm层氢含量变化快,大于50nm之后氢含量趋于稳定,此值认为是金刚石膜中的总氢含量。

双抛量子阱中类氢杂质的结合能

以ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ为例，在有效质量的近似下，讨论了双抛量子阱中类氢杂质的结合能．结果表明：（１）双方量子阱中类氢杂质的结合能是双抛阱中杂质结合能的１．３倍；（２）无论杂质在阱中还是垒中，不仅垒宽和阱宽影响其结合能。

GaAs量子环中类氢杂质能量的研究

利用B样条技术研究GaAs量子环中类氢杂质能量的量子尺寸效应.对计算结果比较看到:无磁场情况,对于|m|=0,r0<75 nm,抛物禁闭关联势可以近似作为微扰项来处理;对于|m|≥0,r0<60 nm,不可以采用微扰法.当r0>90 nm时,库仑势可以近似作为微扰项来处理,但误差很大.当磁场B增加时,类氢杂质能量的量子尺寸效应出现明显变化,当r0>90 nm时,量子环中类氢杂质能量快速上升.

闪锌矿GaN/AIGaN耦合量子点中的类氢杂质态

在有效质量近似下,运用变分法计算了闪锌矿GaN/AIGaN耦合量子点中类氢杂质的施主束缚能.数值结果显示了类氢杂质的施主束缚能很大程度依赖于杂质位置和耦合量子点结构参数,当杂质位于量子点中心时,施主束缚能最大,而且随着中间垒宽的增加,杂质束缚能保持着先增加,然后不变的趋势.

自组装耦合量子点中的类氢杂质

在有效质量近似下,采用有限差分的方法研究了自组装耦合量子点中类氢杂质的结合能随量子点结构参数(量子点尺寸和量子点间距)和杂质位置的变化规律,并计算了外加磁场对此规律的影响。结果表明:杂质结合能随着结构的变化呈现出复杂的变化趋势;杂质位于其中一个量子点的中心位置时,体系的结合能最强;外加磁场将提高杂质的结合能,但量子点结构和杂质位置不同其影响也不同。