本文關(guān)鍵詞：外場(chǎng)對(duì)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(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展,人們可以制造出各種人工設(shè)計(jì)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(duì)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?jī)?nèi)容如下:1.簡(jiǎn)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(duì)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(jì)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(jì)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(shì),玻爾半徑隨阱寬的增大先減小后增大,這是由量子限制勢(shì)和庫(kù)侖勢(shì)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(shí),量子線和量子點(diǎn)中的激子結(jié)合能隨著量子線和量子點(diǎn)半徑的逐漸增大先增加到一個(gè)最大值后再減小,與量子阱中激子結(jié)合能的變化趨勢(shì)相同。4.研究了外加電場(chǎng)對(duì)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(jì)算結(jié)果表明量子阱較寬時(shí),電場(chǎng)對(duì)激子結(jié)合能的影響較大;一定范圍內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)激子結(jié)合能的影響較小,但是電場(chǎng)強(qiáng)度較大時(shí)會(huì)破壞激子效應(yīng),使得激子結(jié)合能變得很小。此外,電場(chǎng)對(duì)量子線和量子點(diǎn)中激子結(jié)合能的影響與對(duì)量子阱中激子結(jié)合能的影響相似。5.討論了外加磁場(chǎng)對(duì)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(jì)算結(jié)果表明量子阱中的激子結(jié)合能隨著磁場(chǎng)的不斷增大呈現(xiàn)單調(diào)增加的趨勢(shì),并且增加幅度越來(lái)越大,這是因?yàn)橥饧哟艌?chǎng)在量子阱中產(chǎn)生的額外限制勢(shì)所致;量子阱較窄和較寬時(shí),磁場(chǎng)對(duì)激子結(jié)合能的影響越大。與此同時(shí),隨著外加磁場(chǎng)的逐漸增大,量子線和量子點(diǎn)中的激子結(jié)合能也逐漸增大,磁場(chǎng)對(duì)量子線和量子點(diǎn)中激子結(jié)合能的影響與對(duì)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(chǎng) 磁場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(jì)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(jì)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(diǎn)中激子結(jié)合能與量子點(diǎn)半徑以及Al、Bi組分的關(guān)系26-27
• 3.3.7 量子點(diǎn)中激子玻爾半徑與量子點(diǎn)半徑的關(guān)系27-28
• 3.4 結(jié)論28-29
• 第4章 外加電場(chǎng)對(duì)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(jì)算與結(jié)果分析31-37
• 4.3.1 量子阱勢(shì)能與電場(chǎng)的關(guān)系31
• 4.3.2 量子阱中激子結(jié)合能與電場(chǎng)的關(guān)系31-34
• 4.3.3 量子線中激子結(jié)合能與電場(chǎng)的關(guān)系34-36
• 4.3.4 量子點(diǎn)中激子結(jié)合能與電場(chǎng)的關(guān)系36-37
• 4.4 結(jié)論37-38
• 第5章 外加磁場(chǎng)對(duì)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(jì)算與結(jié)果分析40-47
• 5.3.1 量子阱勢(shì)能與磁場(chǎng)的關(guān)系40
• 5.3.2 量子阱中激子結(jié)合能與磁場(chǎng)的關(guān)系40-44
• 5.3.3 量子線中激子結(jié)合能與磁場(chǎng)的關(guān)系44-45
• 5.3.4 量子點(diǎn)中激子結(jié)合能與磁場(chǎng)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(hào)：459960