半導體量子點核+環(huán)電子結(jié)構(gòu)的理論研究.pdf

1、本文提出了一種求解量子點中含幾個到十幾個電子的計算方法。方法中首先在試探基矢波函數(shù)中引入一個變分參數(shù)。然后，對基矢進行適當?shù)睾Y選，選擇對基態(tài)和低激發(fā)態(tài)貢獻大的基矢。最后在計算中引入坐標變換的泰米系數(shù)。并使用了多種對量子態(tài)波函數(shù)分析的方法(如一體、二體、三體密度函數(shù)和其他對波函數(shù)進行分析的方法)得到粒子之間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。 用上述的方法首先研究了二維極化量子點中有3-12個電子時基態(tài)的電子結(jié)構(gòu)。得到電子結(jié)構(gòu)有三種類型，即核+環(huán)，環(huán)+環(huán)

2、和單環(huán)結(jié)構(gòu)。這些電子結(jié)構(gòu)都是類晶正多邊形結(jié)構(gòu)。量子點的其他性質(zhì)也是與電子結(jié)構(gòu)有關(guān)的，如量子點的大小、化學勢和光學性質(zhì)等。 在討論基態(tài)基礎(chǔ)上，本文研究了N=6，8和13個電子首態(tài)(角動量L相同的一系列態(tài)中能量最低的態(tài))的電子結(jié)構(gòu)，除有上面三種核與環(huán)結(jié)構(gòu)外，還有一種類液結(jié)構(gòu)。根據(jù)這些電子結(jié)構(gòu)我們可以提供一種將量子態(tài)分類的方法，如將結(jié)構(gòu)相同的態(tài)歸為一類。另外，找到了與能量穩(wěn)定性有關(guān)的幻角動量。討論了首態(tài)中一種特殊態(tài)(即渦旋態(tài))的電子結(jié)

3、構(gòu)。 還討論了在上面系統(tǒng)中(N=3-12)加上雜質(zhì)(單位正、負電荷)時基態(tài)和首態(tài)的電子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。也是得到上面三種核環(huán)和類液結(jié)構(gòu)，但這些結(jié)構(gòu)與沒有雜質(zhì)時有很大的不同，幻角動量的大小也有變化。 最后研究了相對于首態(tài)激發(fā)的激發(fā)態(tài)電子結(jié)構(gòu)。找到了六種常見的激發(fā)模式，即質(zhì)心激發(fā)，環(huán)上電子激發(fā)，核心電子激發(fā)，核與環(huán)上電子都激發(fā)，混合結(jié)構(gòu)激發(fā)和類液結(jié)構(gòu)的激發(fā)。 以上研究基態(tài)、首態(tài)、渦旋態(tài)和激發(fā)態(tài)的電子結(jié)構(gòu)都是受到兩方面因素