纖鋅礦ZnO-MgxZn1-xO量子阱中電子-聲子相互作用對極化子能量的影響.pdf

1、采用改進(jìn)的 Lee-Low-Pines(LLP)中間耦合方法研究了纖鋅礦ZnO/MgxZn1-xO量子阱材料中的極化子能級。繪出了在纖鋅礦ZnO/MgxZn1-xO量子阱中系統(tǒng)的基態(tài)能量、躍遷能量、電子-聲子相互作用對基態(tài)能量的貢獻(xiàn)隨阱寬(d)和組分(x)的變化趨勢圖。計算中考慮了兩類聲子模,即定域聲子和界面聲子,同時還考慮了纖鋅礦ZnO/MgxZn1-xO量子阱中光學(xué)聲子模、介電常數(shù)的各向異性。研究結(jié)果顯示,纖鋅礦ZnO/Mg0.3Z

2、n0.7O量子阱中,隨阱寬d增大,極化子基態(tài)能量、躍遷能量減小。阱寬d約2nm~6nm時,基態(tài)能量急劇下降,阱寬d約6nm~30nm時,下降較為平緩,最后緩慢地接近ZnO體材料值。纖鋅礦ZnO/Mg0.3Zn0.7O量子阱中聲子的總貢獻(xiàn)約50~74meV,所以受到電子-聲子作用后基態(tài)能量降低。對于定域聲子和界面聲子,對稱聲子模的貢獻(xiàn)明顯大于反對稱聲子模的貢獻(xiàn)。界面聲子模的貢獻(xiàn)隨著d的增大而減小,而定域聲子模的貢獻(xiàn)隨著d的增大而增大。在阱

3、寬d約2nm~6nm時,界面聲子模相對定域聲子模的貢獻(xiàn)大;阱寬6nm~30nm時,定域聲子相對界面聲子模的貢獻(xiàn)大。阱寬為d=4,8nm的纖鋅礦ZnO/MgxZn1-xO量子阱中,隨組分x(0.1~0.4)的不斷增大,基態(tài)能量、躍遷能量、不同聲子模的貢獻(xiàn)均增大。阱寬d=4nm時的基態(tài)能量、躍遷能量隨組分x的變化程度明顯大于阱寬8nm時的相應(yīng)值。纖鋅礦ZnO/MgxZn1-xO量子阱中阱寬4nm時,界面聲子的貢獻(xiàn)大于定域聲子的貢獻(xiàn),阱寬為8