圓柱形環(huán)狀量子點中極化子效應(yīng)的研究.pdf

1、隨著晶體技術(shù)的發(fā)展，如金屬有機物化學(xué)氣相沉積、分子束外延等先進(jìn)材料生長方法的相繼出現(xiàn)，人們能生長出各種形狀和結(jié)構(gòu)的低維量子體系，如圓柱形、方形量子阱、量子線、量子點等。由于在這種非均勻的強束縛的量子點體系中，電子波函數(shù)可以根據(jù)體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行人為的調(diào)節(jié)，同時，聲子的受限使得系統(tǒng)中的聲子模變得相當(dāng)復(fù)雜，所以有必要對此類體系中的聲子模及極化子效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本文主要研究了半導(dǎo)體圓柱形環(huán)狀量子點結(jié)構(gòu)中的聲子模并在此基礎(chǔ)上討論了其中的極化子效

2、應(yīng)。 本文的第一章概述了異質(zhì)結(jié)、量子阱及低維量子體系的一般特征，并對低維量子體系中的聲子模及極化子效應(yīng)研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，最后對半導(dǎo)體圓柱形環(huán)狀量子點結(jié)構(gòu)中的理論與實驗工作作了簡要的介紹，提出了本論文的研究方向。 在第二章中，推導(dǎo)了自由表面的圓柱形環(huán)狀量子點中的縱光學(xué)聲子振動模。低維極性材料在使其中得電子受限的同時，聲子也相應(yīng)地受到限制，具體的聲子振動模與低維系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。在介電連續(xù)近似下，從Maxwell方程

3、組及晶格動力學(xué)方程出發(fā)，我們推導(dǎo)了體系的各種光學(xué)聲子模，并將聲子場進(jìn)行了量子化，得到各種聲子模的哈密頓及其Frhlich電．聲相互作用哈密頓，最后引入材料參數(shù)作了數(shù)值計算，得到了體系中聲子模的特征。研究結(jié)果顯示，在圓柱形環(huán)狀量子點系統(tǒng)中，縱光學(xué)模有類體模(LO模)、頂表面模(TSO模)及側(cè)表面模(SSO模)。類體模被局限在量子環(huán)中，縱光學(xué)表面模則局限在表面附近，其中項表面模局限在兩個頂表面附近，而側(cè)表面模則局限在內(nèi)外兩個側(cè)表面附

4、近。類體模的頻率不存在色散，而項表面模和側(cè)表面模的頻率則隨著量子數(shù)增加而迅速趨向于同一個固定值，該值介于橫光學(xué)模和縱光學(xué)模的頻率之間，且該值與量子點中表面模頻率所趨向的值是相同的。 在論文的第三章，我們在第二章得到的聲子模及電-聲相互作用的基礎(chǔ)上，引進(jìn)材料參數(shù)，采用微擾理論分別對體系的極化子的結(jié)合能進(jìn)行了數(shù)值計算，結(jié)果顯示，在量子環(huán)內(nèi)半徑較小，外半徑較大時(這樣取值的目的是為了方便與體材料的情形進(jìn)行比較)，隨著高度增加，類體模的