半導體量子點（nc-Si-SiO-,2-）-SiO-,2-的激子能級.pdf

1、為了揭示(nc-Si/SiO2)/SiO2 半導體量子點中新的物理效應及其機制，并為設計和制造具有優(yōu)良性能的量子器件提供物理模型和理論依據，本文應用有效質量近似理論，較為系統(tǒng)地研究了(nc-Si/SiO2)/SiO2量子點激子的有關課題。 1、采用球型量子點模型，分別在無限深勢阱和有限深勢阱條件下，計算了量子點結構(nc-Si/SiO2)/SiO2的激子基態(tài)能級和波函數(shù)，有限深勢阱模型的引進，使理論計算更接近實際情況。

2、2、采用變分法研究了硅量子點介電受限效應(表面極化效應)，從理論上闡明了硅量子點介電受限效應對受限激子基態(tài)能的影響與量子點的尺度關系。結果表明隨著量子點的介電常數(shù)與基質的介電常數(shù)之比從大漸變到小，量子點中受限激子的基態(tài)能變得越來越低。當量子點的介電常數(shù)與基質的介電常數(shù)之比<<1時，受限激子的基態(tài)能趨近極限，并不是無限的減小。 3、在有效質量近似框架下，采用變分法從理論上計算了不同形狀硅量子點中受限激子的基態(tài)能。結果表明在體積相同

3、即平均受限尺度相同的情況下，受限激子的基態(tài)能由量子點形狀的對稱性決定，對稱性越高，受限激子的基態(tài)能越低。球形的對稱性最高，立方形的對稱性最低，所以球形量子點中受限激子的基態(tài)能最低，立方形量子點中受限激子的基態(tài)能最高。 4、硅量子點為間接帶隙結構，聲子對激子躍遷起關鍵性作用。本文采用線性組合算符和幺正變換的方法研究了聲子對硅量子點激子基態(tài)能量的影響。結果表明考慮聲子作用時，電子(空穴)——聲子之間的相互作用能為負，激子的基態(tài)能量明