多量子阱（MQWs）結(jié)構(gòu)由于具有良好的電子躍遷光吸收特性被廣泛應(yīng)用于紅外激光和探測設(shè)備.構(gòu)成長波MQWs結(jié)構(gòu)的GaAs不僅具有III–V族半導(dǎo)體高電子輸運性能和高遷移率等優(yōu)點,還可制備性質(zhì)穩(wěn)定的GaAs/Al_xGa_1-xAs異質(zhì)結(jié)而成為MQWs的首選材料之一.近年來,針對MQWs中電子子帶躍遷光吸收尺寸和三元混晶效應(yīng)的研究已有較多的積累,然而,有關(guān)外加電場對該性質(zhì)調(diào)制作用的工作尚顯不足.首先,基于有效質(zhì)量近似,考慮外加側(cè)向電場（LEF）對GaAs/Al_xGa_1-xAs MQWs的作用,采用有限差分法自洽求解導(dǎo)帶中電子的Schr?dinger方程和Poisson方程,獲得其基態(tài)、第一激發(fā)態(tài)能級和相應(yīng)的波函數(shù).進而,利用密度矩陣法求解一階線性、三階非線性電子子帶間躍遷光吸收系數(shù)（IOACs）和折射率變化（RICs）.其次,用Fermi黃金定則討論尺寸、三元混晶效應(yīng)、摻雜濃度N_D、溫度T和入射光強I對IOACs和RICs的影響.結(jié)果表明,當固定LEF時,IOACs峰值位置隨著Al組分... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：35 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

處于30kV/cm電場中MQWs的簡化模型：3周期GaAs/AlxGa1-xAs，包含：基態(tài)(虛線)、第一激發(fā)態(tài)(點線)、第二激發(fā)態(tài)(虛點線)和位于基態(tài)及第一激發(fā)態(tài)之間的Fermi能級(在基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的虛點點線).阱、邊壘和中間壘的寬度分別為Lw、Lb和Lb0，帶階由ΔEg表示，阱中箭頭指示電子的躍遷.Fig.2.1AsimplifiedschematicofMQWswiththreeperiodicAlxGa1-xAs/GaAscontainingthegroundstates(dashedlines),firstexcitedstates(dottedlines),secondexcitedstat

9.1 LEF =0 kV/cm，Al 組分 x =0.26，ND=0 cm-3時，量子阱結(jié)構(gòu)中 Lb0=Lb=6 nm 和 Lw=4 nm 時，阱、(b)雙、(c)3、(d)4、(e)5 量子阱和(f)MQWs 結(jié)構(gòu)中導(dǎo)帶(實線)電子的基態(tài)(點虛線)、第一激發(fā)第二激發(fā)態(tài)波函數(shù)(點線)對 z 的依賴關(guān)系.3.1 Electronic wave functions at the ground states (dash-dotted curves), first excited states (dashed csecond excited states (dotted curves) in conduction bands (full lines) of (a) a single quantum well, (b) d, (d) 4, (e) 5 quantum wells and (f) MQWs as a function of z in a 0 kV/cm LEF at x =0.26, ND=0 cm-3Lb=6 nm and Lw=4 nm of each quantum well structure are the same, respectively.另一種情形, 固定 MQWs 結(jié)構(gòu)總寬度為 30 nm，在 LEF =0 kV/cm、x =0.26 且沒有摻下，若增加 Nqw, 則 Lb0、Lb和 Lw均發(fā)生變化，如圖 3.2 所示. 由圖 3.2(a)可以看出，電子波函數(shù)近似地分布在阱區(qū). 隨著量子阱數(shù)的增加，則 Lb0、Lb和 Lw同時減小間耦合增強，電子隧穿也增加. 基態(tài)、第二激發(fā)態(tài)波函數(shù)呈現(xiàn)明顯的對稱性，第一

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文呈現(xiàn)明顯的非對稱性. 由圖 3.2 (b)-(e)可看出隨著 Nqw的增加電子波函數(shù)在阱、壘中變過程. 當 Nqw非常大時，此時 Lb則非常小，邊壘對量子阱中電子的束縛作用很弱QWs 中電子波函數(shù)的整體形狀與圖 3.2(f)非常相似，合理預(yù)期當阱數(shù)持續(xù)增加時，數(shù)的分布與阱寬為 30 nm 的有限深勢阱類似. 且通過計算可得，隨著 Nqw的增加，遠離導(dǎo)帶底，基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)的能級差呈非線性變化趨勢，相對單量子阱情形 升高，低激發(fā)態(tài)粒子占據(jù)數(shù)增加，這與 Solaimani 等探討 Nqw對導(dǎo)帶電子波函數(shù)影相符[75].

【參考文獻】：
期刊論文
[1]外電場作用下球形量子點的光學(xué)性質(zhì)[J]. 韓軍,閆祖威,石磊.  內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[2]基于InGaAs／InP多量子阱的全光偏振開關(guān)的研究[J]. 李安,王濤.  光學(xué)與光電技術(shù). 2006(03)



本文編號：3008213