半導(dǎo)體量子點結(jié)構(gòu)的光學(xué)及輸運(yùn)特性研究.pdf

1、本論文重點研究了外加光場作用下半導(dǎo)體量子點結(jié)構(gòu)中的光學(xué)特性，包括光吸收特性，量子干涉效應(yīng)和強(qiáng)場中的非線性光學(xué)效應(yīng)，并利用量子點結(jié)構(gòu)的輸運(yùn)特性表征弱光場與體系相互作用產(chǎn)生的微弱光學(xué)信號。
　　第一部分研究了耦合三量子點和量子環(huán)對弱光場的響應(yīng)。
　　首先，系統(tǒng)地研究了強(qiáng)驅(qū)動下耦合三量子點體系的量子干涉現(xiàn)象。借助光子輔助隧穿輸運(yùn)，將耦合三量子點對光場的響應(yīng)呈現(xiàn)在體系的隧穿電流上，為實驗在固體環(huán)境中獲取光強(qiáng)較弱的相干光譜提供了一個可

2、行的方案。通過調(diào)控耦合三量子點的能級結(jié)構(gòu)，在吸收譜中相繼觀察到了由量子干涉效應(yīng)帶來的Autler-Townes劈裂、Mollow劈裂、無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)增益效應(yīng)、相干俘獲等量子相干特性，同時實現(xiàn)了對這些量子相干特性的調(diào)控。研究中考慮了聲子的自發(fā)輻射對各能級電子布居數(shù)的影響。探討了聲子的輔助隧穿輸運(yùn)特性，其提供的背景電流可以用來判斷驅(qū)動場對三能級結(jié)構(gòu)的耦合狀況。
　　其次，研究了磁場調(diào)控下的量子環(huán)對太赫茲光的吸收特性。借助磁場對量子環(huán)能級

3、的調(diào)制作用以及光子參與隧穿輸運(yùn)特性，提出了一種頻率可調(diào)的太赫茲光探測理論模型。在此模型中，連續(xù)變化的外磁場實現(xiàn)了對太赫茲光探測的連續(xù)可調(diào)性;通過調(diào)控量子環(huán)的半徑和寬度可以改變太赫茲光探測的頻率范圍。
　　第二部分研究了量子點和耦合三量子點體系在強(qiáng)光場驅(qū)動下的高次諧波輻射特性。
　　本論文研究了強(qiáng)微波場驅(qū)動下量子點體系的高次諧波輻射特性，提出了利用此非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生太赫茲輻射的設(shè)想。從量子輸運(yùn)動力學(xué)角度，揭示了輸運(yùn)體系準(zhǔn)能帶

4、寬對高次諧波輻射效率起到的決定性作用。
　　本論文進(jìn)一步研究了強(qiáng)微波場驅(qū)動下的耦合三量子點三能級結(jié)構(gòu)的高次諧波輻射機(jī)制和諧波輻射的偏振特性。發(fā)現(xiàn)在反演對稱性缺失的多能級體系中，可以產(chǎn)生奇次、偶次諧波共存的高次諧波輻射，并闡明這種輻射特性的動力學(xué)機(jī)制。在耦合三量子點諧波輻射偏振特性的初步研究中，發(fā)現(xiàn)諧波輻射場中既有線偏振光又有橢圓偏振光，高次諧波輻射的偏振特性依賴于諧波階次，并指出這些現(xiàn)象與耦合三量子點中各個偶極子的空間分布有著密切