用分?jǐn)?shù)維空間方法研究低維ZnO的激子特性.pdf

1、ZnO是一種重要的寬禁帶(常溫下為3.37eV)低介電常數(shù)的直接帶隙半導(dǎo)體材料。它有較高的激子束縛能(常溫下為60meV)，使得其在室溫下可以發(fā)射紫外激光，因此作為新一代的半導(dǎo)體發(fā)光材料受到廣泛關(guān)注。 在低維結(jié)構(gòu)中，由于量子限制效應(yīng)，激子束縛能會變得更大，因而在低維ZnO材料中，激子發(fā)光在其光學(xué)特性中起著舉足輕重的作用。研究低維結(jié)構(gòu)中的激子特性，通常把系統(tǒng)等效為簡單的二維或一維，即便如此，求解也異常繁瑣。引入分?jǐn)?shù)維空間模型，可以

2、把各向異性的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為各向同性的分?jǐn)?shù)維系統(tǒng)。不僅可以通過解類氫原子問題的薛定諤方程求得到激子波函數(shù)、束縛能、光譜密度關(guān)于維度變量的解析解，而且可以描述1～3維之間任意維度的激子，因為維度量化了各向異性作用力，反映了系統(tǒng)各向異性的程度。 本文利用分?jǐn)?shù)維空間模型，首先研究了ZnO/MgZnO量子阱中系統(tǒng)維度、激子波函數(shù)、徑向密度和波爾半徑隨阱寬的變化，從中反映了ZnO/MgZnO量子阱中量子尺寸效應(yīng)對激子態(tài)的影響；其次計算和仿真得到