壓力對對稱的雙量子阱線中淺施主雜質(zhì)態(tài)性質(zhì)的影響.pdf

1、本文在有效質(zhì)量近似下，選取數(shù)學(xué)形式簡單、物理意義明確的變分波函數(shù)，計(jì)算了外加壓力、阱線寬度、中心壘寬以及施主離子的位置對對稱GaAs/Ga1-xAlxAs雙量子阱線中淺施主類氫雜質(zhì)體系束縛能的影響。計(jì)算中考慮了電子有效質(zhì)量在阱、壘兩種材料中的失配性和Γ-X交叉效應(yīng)，本文主要研究壓力對淺施主雜質(zhì)態(tài)性質(zhì)的影響，忽略了像電荷作用。首先計(jì)算了施主離子位于壘中心和右阱線中心時(shí)電子的概率密度與壓力的關(guān)系；其次計(jì)算了各種不同位置時(shí)壓力對體系束縛能的影

2、響，并且計(jì)算了極限情況下(雙量子線變成雙量子阱結(jié)構(gòu)時(shí))的體系束縛能，并與前人的結(jié)果進(jìn)行了比較，符合較好。同時(shí)得到兩種量子阱線結(jié)構(gòu)中體系束縛能與施主離子位置的函數(shù)關(guān)系，并且討論了在給定兩種不同外加壓力下施主離子分別位于四種位置時(shí)，淺施主雜質(zhì)體系的束縛能隨量子阱線寬、壘寬的變化關(guān)系，還計(jì)算了施主離子位于右阱線中心時(shí)施主離子與電子間的平均距離〈r〉隨量子阱線寬度的變化關(guān)系，也得到了比較好的結(jié)果。 最后，對所得結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論

3、，得到了如下結(jié)論：(1)對于施主離子位于各種不同位置時(shí)，體系的束縛能和電子的概率密度都強(qiáng)烈依賴外加壓力，外加壓力值不同時(shí)，概率密度的峰值位置發(fā)生變化，壓力較大時(shí)，雙量子阱線之間的耦合明顯加強(qiáng)，本文結(jié)果與前人的理論結(jié)果符合的很好。 (2)體系束縛能是外加壓力、線寬、壘寬和施主離子位置的函數(shù)，束縛能隨外加壓力的增加而增加，當(dāng)外加壓力值達(dá)到13.5kbar之前束縛能隨外加壓力的增加線性增加，但變化緩慢，體系是直接帶隙，然而當(dāng)外加壓力值

4、大于13.5kbar時(shí)，材料變?yōu)殚g接帶隙，束縛能隨外加壓力的增加呈現(xiàn)出非線性行為。比較不同位置的束縛能，施主離子位于阱線中心時(shí)的束縛能最大。當(dāng)體系趨于雙量子阱極限時(shí)束縛能隨外加壓力的變化情況與前人的結(jié)果符合較好。 (3)當(dāng)施主離子位置從壘心向壘邊移動(dòng)時(shí)，施主離子在壘心位置時(shí)體系束縛能最小，然后逐漸增加，施主離子位于阱線中心時(shí)束縛能達(dá)到最大值，而后隨施主離子位置的繼續(xù)移動(dòng)束縛能反而減小，且在阱線邊時(shí)大于在壘邊時(shí)的束縛能。另外發(fā)現(xiàn)不

5、同曲線產(chǎn)生交叉，這是很有趣的現(xiàn)象。 (4)量子阱線寬度較小時(shí)，體系束縛能隨阱線寬度的增加而增加直到達(dá)到最大值，之后隨著線寬的繼續(xù)增加束縛能降低；施主離子位于阱線中心時(shí)，束縛能隨阱線寬度的變化趨勢與施主離子和電子間的平均距離隨阱線寬度的變化趨勢恰好相反，這是很顯然的。 (5)施主離子所處的位置不同，體系束縛能隨中心壘寬變化的趨勢各異，在零壘寬極限條件，其行為類似單量子阱線的情況，而壘寬較大時(shí)，施主離子在阱線中心和阱線邊時(shí)體