量子棒中强耦合磁极化子基态能量的磁场和温度依赖性

基于Huybrechts-Lee-Low-Pines变分法,研究量子棒中强耦合磁极化子基态能量的磁场和温度依赖性。结果表明:磁极化子基态能量的绝对值随温度参数的增加而增大,随电子-声子耦合强度的增加而增大,随磁场的回旋频率的增加而减小,随量子棒受限强度的增加而减小;磁极化子的基态能量随量子棒纵横比的变化规律呈'√'型曲线,并受到温度的显著影响。

磁场中量子点内弱耦合磁极化子基态束缚能的温度依赖性

用线性组合算符法、LLP变换法和量子统计的方法,研究了温度对磁场中抛物量子点内弱耦合磁极化子的影响,得到了磁极化子基态能量和基态束缚能量与量子点的受限强度、回旋频率和温度的依赖关系。数值计算结果表明,磁极化子的基态束缚能量|Eb|随回旋频率ωc的增加而增大,随温度参量γ的增加而减小,|Eb|随γ的增加而减小的幅度,不仅与γ的取值范围有关,而且还与ωc有显著关系,|Eb|显著变化的γ范围随ωc的增加而减小。

磁场对二维量子点两电子系统自旋极化态能级的影响

采用少体物理方法,研究了磁场对二维量子点两电子系统自旋极化态能级的影响。以GaAs半导体量子点为例,对体系基态能级E0、第一激发态自旋单态能级E1(A)和自旋三重态能级E1(S)随量子点有效半径l0和磁场B的变化进行了数值计算。结果表明,E0随B的增加而增大,随l0的增加而减小;在磁场中第一激发态自旋单态能级E1(A)分裂为E1+1(A)、E1-1(A)两条,第一激发态自旋三重态能级E1(S)分裂为EMS1+1(S)、EMS1-1(S)(MS=1,0,-1)两组,每组中有三条"精细结构";各能级(组)均随l0的增加而减小,而它们随B的变化情况差异较大,能级E1+1(A)和EMS1+1(S)随B的增加而显著增大,而能级E1-1(A)和EMS1-1(S)随B的变化相对缓慢;各能级(组)的分裂度均与磁场B的一次方成正比。

电磁场中施主中心量子点内磁极化子态寿命与qubit退相干

采用Lee-Low-Pines变换和Pekar类型变分法推导出非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子的基态和激发态能量和波函数,进而构造了qubit所需的二能级结构.基于费米黄金规则研究了磁极化子基态的衰变.通过研究电磁场下材料的介电常数比、电声耦合常数和温度对非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子基态寿命的影响,揭示了材料属性与温度、电磁场等环境因素对量子点qubit退相干的影响,进而揭示了体纵光学声子效应导致量子点qubit退相干的机理.

引入基态施主能级分裂的SiC基MOS电容模型

基态施主能级分裂因素被引入了SiC基MOS电容模型。考虑到能级分裂后,电容C-V特性曲线平带附近的Kink效应,得到有效减弱;并且能级分裂对C-V特性的影响,随掺杂浓度的增加和温度的降低而增强,同时也与杂质能级深度相关。对于耗尽区和弱积累区,由于能级分裂的影响,电容的表面电荷面密度将分别有所增加和降低。

电场和温度对施主中心量子点中束缚极化子基态寿命的影响

采用Lee-Low-Pines变换和Pekar类型变分法推导出非对称高斯势施主中心量子点中束缚极化子的基态和激发态能量和波函数,进而构造了一量子比特所需的二能级结构。基于费米黄金规则和偶级近似研究了束缚极化子基态的衰变。引入了一个用两态极化子基态衰变时间来量化量子点量子比特退相干时间的量度法,并与极化子激发态衰变时间量化量子点量子比特退相干度量法进行了对照讨论,揭示了二者的相同物理机理。通过研究电场下材料的介电常数比、电声耦合常数和温度对施主中心量子点中束缚极化子基态寿命的影响,揭示了材料属性与环境因素对量子点量子比特退相干的影响。

近紫外光LED芯片用红色荧光粉SrIn_2O_4:Eu^(3+),Sm^(3+)的制备及性能研究

利用高温固相法制备了Eu^(3+)、Sm^(3+)单掺杂及共掺杂的SrIn_2O_4荧光材料.通过XRD、激发光谱、发射光谱等对SrIn_2O_4∶Eu^(3+)、Sr In_2O_4∶Sm^(3+)、Sr In2O4∶Eu^(3+),Sm^(3+)进行表征。结果表明,Sr In2O4∶Eu^(3+)在近紫外光395 nm激发下能够有效的产生616 nm的红光发射.在Sr In2O4∶Sm^(3+)体系中发现,该系列样品适合于407 nm的紫光激发,发射峰位于607 nm.在Sr In_2O_4∶Eu3^(3+)Sm^(3+)体系中,通过光谱分析发现,基质中存在Eu^(3+)和Sm^(3+)激活剂之间的相互能量传递过程.该能量传递过程使Sr In2O4∶Eu^(3+),Sm^(3+)更适合于390~410 nm紫外芯片激发的LED用红色荧光粉。

非对称量子点中磁极化子声子平均数的温度特性

采用Huybrechts线性组合算符法和Lee-Low-Pines(LLP)幺正变换法,研究了非对称抛物量子点内弱耦合磁极化子的振动频率和声子平均数的温度依赖性。数值计算结果表明,非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率随量子点的横向受限强度、纵向受限强度和外磁场回旋频率的增加而增大,弱耦合磁极化子的声子平均数随电子-声子耦合强度的增加而增大,随温度的升高而减小。

温度对非对称量子点中强磁耦合极化子声子平均数的影响

采用Huybrechts线性组合算符法和LLP变分法,研究了温度对非对称抛物量子点中强耦合磁极化子声子平均数的影响。数值结果表明,非对称量子点中强耦合磁极化子的声子平均数随温度的升高而减小。另外,温度还对磁极化子的声子平均数随量子点的横向受限强度、纵向受限强度、外磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的变化产生显著影响。

色散和杂质对双参量非对称高斯势量子点量子比特的影响

选取双参量非对称高斯势描写量子点中电子的受限效应,采用LLP-Pekar变换变分法研究了色散和杂质对量子点量子比特性质的影响.结果表明,量子点量子比特中电子的概率密度随非对称高斯势阱宽的减小而呈现显著振荡,并随介电常数比的增加而减小;量子比特振动周期随高斯势阱深的增加或介电常数比的增加而减小;退相干时间随介电常数比的增加或色散系数的增加而增大;相位旋转品质因子随介电常数比的增加或色散系数的增加而增大.

非对称量子点中磁极化子有效质量的温度性质

采用Tokuda线性组合算符法和Lee-Low-Pines(LLP)变换法,研究了温度和磁场对非对称抛物量子点中弱耦合磁极化子性质的影响,推导出了弱耦合磁极化子的振动频率λ和有效质量m*与相关参数之间的函数关系式。数值计算结果表明,非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率λ随量子点的横向受限强度ω1、纵向受限强度ω2和回旋频率ωc的增加而增大;磁极化子的有效质量m*随温度T的升高而减小,随耦合强度α的增加而增大。外磁场将对磁极化子的振动频率及其变化产生显著影响,而磁极化子的有效质量及其变化强烈地受到温度的影响。

Mg_2Si单轴应变的结构和电子性能

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了Mg2Si半导体沿[001]方向单轴应变下的结构、力学性质以及电子性质。计算结果表明:无应变时晶格参数和弹性常数与其他理论及实验值吻合的很好。施加应变后,其与应变方向垂直的晶格常数随应变值呈近似线性变化。通过应力-应变曲线和Born力学稳定性判据,确定了Mg2Si化合物在拉伸、压缩过程中的稳定范围和理想强度。Mg2Si的电子布居和电子态密度分析,表明Si-Mg之间的显示离子键特性,并给出了在拉伸压缩过程中Mg和Si原子轨道电子对总的态密度影响。

氢化杂质和厚度效应对高斯势量子点中二能级体系量子跃迁的影响

在计及氢化杂质和厚度效应下,分别选取抛物线型限定势阱和高斯函数型限定势阱描写盘型量子点中电子的横向限定势和纵向限定势,采用Lee-Low-Pines-Pekar变分法推导出量子点中电子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数,以此为基础,构造了一个二能级结构,并基于二能级体系理论,讨论了电子在磁场作用下的量子跃迁.结果表明,高斯函数型限定势比抛物线型限定势更能精准反映量子点中真实的限定势;量子点的厚度对电子的跃迁概率的影响不凡;电声耦合强度、介电常数比、磁场的回旋频率、高斯函数型限定势阱的阱深和阱宽等对电子基态与第一激发态声子平均数、能量以及量子跃迁的影响显著.

量子棒中极化子声子平均数的温度依赖性

采用Huybrechts线性组合算符和Lee-Low-Pines变分法,研究了温度对量子棒中强耦合极化子平均声子数和振动频率的影响。结果表明,量子棒中强耦合极化子的平均声子数N-和振动频率λ随量子棒纵横比e′、温度T的增加而减小,随电子-声子耦合强度α和受限强度Ω∥的增加而增大。温度对平均声子数N-和振动频率λ的影响只是在温度较高(γ<1.0)时较显著,而在温度较低(γ>1.0)下并不显著。

量子盘量子比特中电子的概率密度分布的电磁场依赖性

基于Lee-Low-Pines幺正变换,采用Pekar型变分法研究了计及厚度下量子点中强耦合极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数,在此基础上,以极化子的二能级结构为载体构造了量子点量子比特。数值结果表明:量子比特的概率密度Ψ(ρ,z,t)2分别随磁场的回旋频率ωc、电声子耦合强度α以及量子盘厚度L的增加而减小;概率密度Ψ(ρ,z,t)2随量子盘有效半径R0的增加而增大并呈现近似"Γ型"曲线;概率密度Ψ(ρ,z,t)2随电子横向坐标ρ的变化呈现"正态分布",其形状受到量子盘有效半径R0或厚度L的影响显著;Ψ(ρ,z,t)2随纵向坐标z、时间t和角坐标φ作周期性振荡变化。

极性半导体量子点中双极化子LO声子平均数的温度依赖性

采用Huybrechts线性组合算符法和Lee-Low-Pines变分方法研究了极性半导体量子点中双极化子性质的温度依赖性,推导出了量子点中双极化子的LO声子平均数的表达式。数值计算结果表明,双极化子的LO声子平均数随两电子间相对距离的增大或温度的升高而减小,随电子-LO声子耦合强度的增加而增大;两电子间的相对距离、电子-LO声子耦合强度和温度是影响双极化子束缚态稳定性的重要因素。

电场中非对称高斯势量子点内极化子量子跃迁的厚度效应

计及量子点厚度下,分别选取抛物势和高斯势描写盘型量子点中电子的横向束缚势和纵向束缚势,采用Pekar类型变分法推导出量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数,以此为基础,构造了一个二能级结构,并基于二能级体系理论,讨论了极化子在外电场作用下的量子跃迁问题。结果表明,高斯束缚势比抛物束缚势更能精准反映量子点中真实的束缚势;量子点的厚度对极化子的跃迁几率Q所带来的影响有趣且有实际意义,不可忽略;电声耦合强度α、电场强度F、非对称高斯势的势垒高度V0和束缚范围L等对极化子的基态与第一激发态能量以及量子跃迁的影响显著;本文的结果有助于探讨利用这些物理量来调控量子点的输运特性和光学性质的途径和方法。

非对称高斯势量子点中LO声子自发辐射率的研究

本文在偶极近似下,基于费米黄金规则,采用LLP-Pekar幺正变换变分法研究了双参量非对称高斯势量子点(QD)中体纵光学(LO)声子的自发辐射率,并讨论了它的单参量抛物势近似,数值结果表明:声子自发辐射率w随电声耦合强度α、色散系数η的增加而减小,随高斯势阱深V0的增加而增大;声子自发辐射率w随高斯势阱宽L的变化呈现非对称"高斯分布"并受到电声耦合强度α、色散系数η和高斯势阱深V0的显著影响;选用双参量非对称高斯势VG描写QD中电子的受限效应能够反映声子自发辐射的更多量子化特性,而其单参量抛物势VP近似给出的结果较为简单和粗糙。

准二维强耦合激子有效质量的温度依赖性

采用Tokuda改变的线性组合算符法和改进的Lee-Low—Pines变换法，研究了温度对量子阱中电子（空穴）与界面光学（IO）声子强耦合又与体纵光学（LO）声子弱耦合激子的有效质量的影响。结果表明，由电子（空穴）一体纵光学声子弱耦合所产生的激子有效质量（Mex^＊-LO）随量子阱宽N的增加而增大、随电子与李穴间相对距离ρ的增加而先增大后缓慢减小再趋于稳定，温度T对Mex^＊-LO及其随N和ρ变化的规律产生显著影响，同时，Mex^＊-LO随T的变化也强烈的受到量子尺寸效应的影响；由电子（空穴）-界面光学声子强耦合所产生的激子有效质量Mex^＊-LO.随N的增加而减小、随T的升高而增大、随ρ的增加而先增大后缓慢减小再趋于稳定，但T对Mex^＊-LO和ρ变化的规律无明显影响。

抛物量子点中强耦合双极化子的有效势

基于Lee-Low-Pines-Huybrechts变分方法研究了抛物量子点中强耦合双极化子的基态性质,并推导出了量子点中强耦合双极化子有效势Veff随电子-声子耦合强度α、两电子相对距离r和量子点半径R0的变化规律。结果表明,有效势Veff由库仑势Vcoul、量子点的限定势Vconf和诱生势Ve-LO三部分组成;其中诱生势Ve-LO总是小于零,其绝对值Ve-LO随电子-声子耦合强度α的增加而增大,随电子间相对距离r和量子点半径R0的减小而增大。双极化子有效势的绝对值Veff随电子-声子耦合强度α的增加而增大,随电子间相对距离r的减小而增大。耦合强度α和电子间相对距离r是影响有效势Veff的主要因素,而量子点半径R0和介电常数比η对有效势Veff的影响较小。