Cd1-xMnxTe-CdTe量子阱中電子-LO聲子散射率的研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體CdTe具有較寬的禁帶寬度和直接躍遷的物理特性，寬禁帶直接躍遷型半導(dǎo)體是發(fā)展光電子技術(shù)的理想材料,在固體發(fā)光、激光、紅外探測和制作高速光開關(guān)等精密光學(xué)器件領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。如果在CdTe中摻入具有磁性的Mn2+，可以使CdMnTe材料同時具備磁性材料和半導(dǎo)體材料的特殊物理性質(zhì)，比如利用它的法拉第效應(yīng)可以制作光學(xué)隔離器件，將之運用到光通信中，可以提高光波在傳輸過程中的效率。對Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱的光學(xué)性

2、質(zhì)進行理論研究，不僅可以豐富人們對低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)新穎光學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識，而且可以設(shè)計與制作各類高性能的光通信器件，因此具有很重要的意義。
　　本文在運用有效質(zhì)量包絡(luò)函數(shù)近似理論和打靶法的基礎(chǔ)上，利用費米黃金法則對Cd1-xMnxTe/CdTe材料三種不同量子阱結(jié)構(gòu)中電子-LO聲子的散射率進行了理論研究，其主要內(nèi)容如下：
　　1.簡單介紹了光通信的發(fā)展，量子阱在光通信方面的應(yīng)用和Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱材料，并對電子-

3、LO聲子散射率進行了簡單闡述。
　　2.給出了量子阱結(jié)構(gòu)中電子-LO聲子散射率的理論研究方法，主要包括：有效質(zhì)量包絡(luò)函數(shù)近似，打靶法，費米黃金法則等理論方法。
　　3.運用費米黃金法則計算了Cd1-xMnxTe/CdTe單量子阱中第一激發(fā)態(tài)子帶到基態(tài)子帶的電子-LO聲子的散射率，并且討論了平均散射率隨阱寬、溫度以及Mn組分的變化規(guī)律。通過計算結(jié)果可以得出：散射率隨電子初態(tài)能的增大呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢；平均散射率隨著量子阱寬

4、度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化規(guī)律；電子溫度較低時，平均散射率變化不明顯，隨電子溫度的增大，平均散射率變化顯著。最后，研究了外加電場對散射率和平均散射率的影響，結(jié)果表明，外加電場會降低Cd1-xMnxTe/CdTe單量子阱的散射率和平均散射率。
　　4.研究了Cd1-xMnxTe/CdTe雙量子阱中電子-LO聲子的散射率。由理論計算可知：平均散射率隨著阱寬的增加會出現(xiàn)最大值，最大值出現(xiàn)在能級差等于聲子能量處；溫度升高，散射率和平均

5、散射率增大；隨著電場的不斷增大，電子-LO聲子散射率及平均散射率均逐漸減小。由于Cd1-xMnxTe/CdTe雙量子阱中阱與阱之間存在耦合作用，這種耦合作用會使雙量子阱中平均散射率降低。
　　5.研究了Cd1-xMnxTe/CdTe拋物量子阱中電子-LO聲子的散射率。計算了Cd1-xMnxTe/CdTe拋物量子阱中第一激發(fā)態(tài)子帶到基態(tài)子帶的電子-LO聲子的散射率，討論了平均散射率隨阱寬、溫度、Mn組分以及外加電場的變化規(guī)律；將Cd