GaN-Al-,x-Ga-,1-x-N應(yīng)變耦合量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì).pdf

1、在有效質(zhì)量近似下，用變分法研究了束縛在AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN圓柱型應(yīng)變耦合量子點(diǎn)中的激子態(tài)以及GaN/AlxGa1-xN耦合量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)。文章首先綜述了量子點(diǎn)的發(fā)展概況，簡(jiǎn)要介紹了量子點(diǎn)的基本效應(yīng)、制備方法和發(fā)光特性。其次總結(jié)了Ⅲ-Ⅴ族氮化物材料的性質(zhì)，并且從結(jié)構(gòu)出發(fā)分析了Ⅲ-Ⅴ族氮化物和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體相比所具有的優(yōu)勢(shì)。然后詳細(xì)介紹了計(jì)算的理論模型。最后給出我們計(jì)算的詳細(xì)結(jié)果，并在文

2、章中詳細(xì)分析了它們的物理原因。 本文在第一章介紹了和半導(dǎo)體量子點(diǎn)相關(guān)的研究進(jìn)展。第二章我們概括介紹了Ⅲ-Ⅴ族元素氮化物半導(dǎo)體的性質(zhì)。在第三章中，我們介紹了解決纖鋅礦結(jié)構(gòu)AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN圓柱型耦合量子點(diǎn)中的激子態(tài)的理論模型，其中首先研究了對(duì)稱(chēng)AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN應(yīng)變耦合量子阱中的內(nèi)建電場(chǎng)。在有效質(zhì)量近似下，利用變分法，研

3、究了束縛于對(duì)稱(chēng)AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN/GaN/AlxGa1-xN應(yīng)變耦合量子點(diǎn)中的激子態(tài)?？紤]到量子點(diǎn)對(duì)電子和空穴的三維空間受限以及由自發(fā)和壓電極化所引起的內(nèi)建電場(chǎng)效應(yīng)我們研究了激子結(jié)合能、量子點(diǎn)的躍遷能和電子－空穴之間的復(fù)合率與量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)參數(shù)和兩個(gè)耦合量子點(diǎn)之間的勢(shì)壘層厚度LAlGaN之間的關(guān)系。第四章給出了我們的計(jì)算結(jié)果，首先我們選擇不同的試探波函數(shù)計(jì)算了InxGa1-xN/GaN量子點(diǎn)中的激子態(tài)，和其他人的

4、理論計(jì)算結(jié)果相比更加精確，并且和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的非常好。這一事實(shí)說(shuō)明在文章中我們選定的試探波函數(shù)更適合描述量子點(diǎn)中的激子態(tài)。計(jì)算結(jié)果表明：由于自發(fā)和壓電極化引起的內(nèi)建電場(chǎng)非常強(qiáng)，大約幾個(gè)MV/cm數(shù)量級(jí)，此內(nèi)建電場(chǎng)將導(dǎo)致電子和空穴分別被束縛在不同的量子點(diǎn)內(nèi)；隨著GaN/AlxGa1-xN量子點(diǎn)高度LGaN或勢(shì)壘層厚度LAlGaN的增加，激子結(jié)合能和電子-空穴之間的復(fù)合率明顯地減??；當(dāng)兩個(gè)量子點(diǎn)中間的勢(shì)壘層厚度LAlGaN增加時(shí)，量子點(diǎn)的躍