半導體量子點核+環(huán)電子結構的理論研究.pdf

1、本文提出了一種求解量子點中含幾個到十幾個電子的計算方法。方法中首先在試探基矢波函數中引入一個變分參數。然后，對基矢進行適當地篩選，選擇對基態(tài)和低激發(fā)態(tài)貢獻大的基矢。最后在計算中引入坐標變換的泰米系數。并使用了多種對量子態(tài)波函數分析的方法(如一體、二體、三體密度函數和其他對波函數進行分析的方法)得到粒子之間的關聯(lián)效應。 用上述的方法首先研究了二維極化量子點中有3-12個電子時基態(tài)的電子結構。得到電子結構有三種類型，即核+環(huán)，環(huán)+環(huán)

2、和單環(huán)結構。這些電子結構都是類晶正多邊形結構。量子點的其他性質也是與電子結構有關的，如量子點的大小、化學勢和光學性質等。 在討論基態(tài)基礎上，本文研究了N=6，8和13個電子首態(tài)(角動量L相同的一系列態(tài)中能量最低的態(tài))的電子結構，除有上面三種核與環(huán)結構外，還有一種類液結構。根據這些電子結構我們可以提供一種將量子態(tài)分類的方法，如將結構相同的態(tài)歸為一類。另外，找到了與能量穩(wěn)定性有關的幻角動量。討論了首態(tài)中一種特殊態(tài)(即渦旋態(tài))的電子結

3、構。 還討論了在上面系統(tǒng)中(N=3-12)加上雜質(單位正、負電荷)時基態(tài)和首態(tài)的電子結構及其性質。也是得到上面三種核環(huán)和類液結構，但這些結構與沒有雜質時有很大的不同，幻角動量的大小也有變化。 最后研究了相對于首態(tài)激發(fā)的激發(fā)態(tài)電子結構。找到了六種常見的激發(fā)模式，即質心激發(fā)，環(huán)上電子激發(fā)，核心電子激發(fā)，核與環(huán)上電子都激發(fā)，混合結構激發(fā)和類液結構的激發(fā)。 以上研究基態(tài)、首態(tài)、渦旋態(tài)和激發(fā)態(tài)的電子結構都是受到兩方面因素