本文關(guān)鍵詞：外場對InPBi低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子態(tài)的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著分子束外延及金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉淀等外延生長技術(shù)的發(fā)展,人們可以制造出各種人工設(shè)計的低維半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu),它們具有特殊的光學(xué)和電學(xué)特性,因此廣泛應(yīng)用于光電子器件。對低維半導(dǎo)體材料的激子態(tài)進(jìn)行理論上的研究在光通信器件的應(yīng)用方面具有一定的指導(dǎo)意義。本文在有效質(zhì)量包絡(luò)函數(shù)近似下采用變分法研究了InAlAs/InPBi/InAlAs低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的激子態(tài),主要研究內(nèi)容如下:1.簡單地介紹了低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、低維半導(dǎo)體材料在光通信中的應(yīng)用以及稀鉍材料,并且對激子進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。2.系統(tǒng)地介紹了打靶法和變分法,為低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子結(jié)合能的計算提供理論基礎(chǔ)。3.在有效質(zhì)量包絡(luò)函數(shù)近似下,利用變分法研究了In AlAs/InPBi/InAl As低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的激子結(jié)合能。計算結(jié)果表明量子阱中激子結(jié)合能隨著阱寬的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,玻爾半徑隨阱寬的增大先減小后增大,這是由量子限制勢和庫侖勢共同作用的結(jié)果;Al組分和Bi組分的逐漸增加影響了材料的帶隙,導(dǎo)致激子結(jié)合能的不斷增大;Al和Bi組分不同,激子結(jié)合能最大值出現(xiàn)的位置不同。與此同時,量子線和量子點中的激子結(jié)合能隨著量子線和量子點半徑的逐漸增大先增加到一個最大值后再減小,與量子阱中激子結(jié)合能的變化趨勢相同。4.研究了外加電場對InAlAs/InPBi/In AlAs低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子結(jié)合能的影響。計算結(jié)果表明量子阱較寬時,電場對激子結(jié)合能的影響較大;一定范圍內(nèi)的電場對激子結(jié)合能的影響較小,但是電場強(qiáng)度較大時會破壞激子效應(yīng),使得激子結(jié)合能變得很小。此外,電場對量子線和量子點中激子結(jié)合能的影響與對量子阱中激子結(jié)合能的影響相似。5.討論了外加磁場對InAlAs/InPBi/In AlAs低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子結(jié)合能的影響。計算結(jié)果表明量子阱中的激子結(jié)合能隨著磁場的不斷增大呈現(xiàn)單調(diào)增加的趨勢,并且增加幅度越來越大,這是因為外加磁場在量子阱中產(chǎn)生的額外限制勢所致;量子阱較窄和較寬時,磁場對激子結(jié)合能的影響越大。與此同時,隨著外加磁場的逐漸增大,量子線和量子點中的激子結(jié)合能也逐漸增大,磁場對量子線和量子點中激子結(jié)合能的影響與對量子阱中的激子結(jié)合能的影響相似。
【關(guān)鍵詞】：低維半導(dǎo)體 稀鉍材料 激子結(jié)合能 變分法 電場 磁場
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN303
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)8
• 1.2 低維半導(dǎo)體材料在光通信中的應(yīng)用8-9
• 1.3 稀鉍材料9
• 1.4 激子9-10
• 1.5 本論文主要工作10-11
• 第2章 低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子態(tài)的計算方法11-18
• 2.1 打靶法11-16
• 2.2 變分法16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 第3章 低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子態(tài)的研究18-29
• 3.1 引言18
• 3.2 理論模型18-20
• 3.3 數(shù)值計算與結(jié)果分析20-28
• 3.3.1 量子阱中激子結(jié)合能與阱寬以及Al、Bi組分的關(guān)系21-23
• 3.3.2 量子阱中激子玻爾半徑與阱寬的關(guān)系23
• 3.3.3 量子阱中電子和空穴分離的非相關(guān)概率23-24
• 3.3.4 量子線中激子結(jié)合能與量子線半徑以及Al、Bi組分的關(guān)系24-25
• 3.3.5 量子線中激子玻爾半徑與量子線半徑的關(guān)系25-26
• 3.3.6 量子點中激子結(jié)合能與量子點半徑以及Al、Bi組分的關(guān)系26-27
• 3.3.7 量子點中激子玻爾半徑與量子點半徑的關(guān)系27-28
• 3.4 結(jié)論28-29
• 第4章 外加電場對低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子態(tài)的影響29-38
• 4.1 引言29
• 4.2 理論模型29-31
• 4.3 數(shù)值計算與結(jié)果分析31-37
• 4.3.1 量子阱勢能與電場的關(guān)系31
• 4.3.2 量子阱中激子結(jié)合能與電場的關(guān)系31-34
• 4.3.3 量子線中激子結(jié)合能與電場的關(guān)系34-36
• 4.3.4 量子點中激子結(jié)合能與電場的關(guān)系36-37
• 4.4 結(jié)論37-38
• 第5章 外加磁場對低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中激子態(tài)的影響38-48
• 5.1 引言38
• 5.2 理論模型38-40
• 5.3 數(shù)值計算與結(jié)果分析40-47
• 5.3.1 量子阱勢能與磁場的關(guān)系40
• 5.3.2 量子阱中激子結(jié)合能與磁場的關(guān)系40-44
• 5.3.3 量子線中激子結(jié)合能與磁場的關(guān)系44-45
• 5.3.4 量子點中激子結(jié)合能與磁場的關(guān)系45-47
• 5.4 結(jié)論47-48
• 第6章 總結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文53-54
• 致謝54

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本文編號：459960