圓柱形環(huán)狀量子點中極化子效應的研究.pdf

1、隨著晶體技術的發(fā)展，如金屬有機物化學氣相沉積、分子束外延等先進材料生長方法的相繼出現(xiàn)，人們能生長出各種形狀和結構的低維量子體系，如圓柱形、方形量子阱、量子線、量子點等。由于在這種非均勻的強束縛的量子點體系中，電子波函數(shù)可以根據(jù)體系的結構進行人為的調節(jié)，同時，聲子的受限使得系統(tǒng)中的聲子模變得相當復雜，所以有必要對此類體系中的聲子模及極化子效應進行系統(tǒng)的研究。本文主要研究了半導體圓柱形環(huán)狀量子點結構中的聲子模并在此基礎上討論了其中的極化子效

2、應。 本文的第一章概述了異質結、量子阱及低維量子體系的一般特征，并對低維量子體系中的聲子模及極化子效應研究的現(xiàn)狀進行了綜述，最后對半導體圓柱形環(huán)狀量子點結構中的理論與實驗工作作了簡要的介紹，提出了本論文的研究方向。 在第二章中，推導了自由表面的圓柱形環(huán)狀量子點中的縱光學聲子振動模。低維極性材料在使其中得電子受限的同時，聲子也相應地受到限制，具體的聲子振動模與低維系統(tǒng)的結構有密切關系。在介電連續(xù)近似下，從Maxwell方程

3、組及晶格動力學方程出發(fā)，我們推導了體系的各種光學聲子模，并將聲子場進行了量子化，得到各種聲子模的哈密頓及其Frhlich電．聲相互作用哈密頓，最后引入材料參數(shù)作了數(shù)值計算，得到了體系中聲子模的特征。研究結果顯示，在圓柱形環(huán)狀量子點系統(tǒng)中，縱光學模有類體模(LO模)、頂表面模(TSO模)及側表面模(SSO模)。類體模被局限在量子環(huán)中，縱光學表面模則局限在表面附近，其中項表面模局限在兩個頂表面附近，而側表面模則局限在內外兩個側表面附

4、近。類體模的頻率不存在色散，而項表面模和側表面模的頻率則隨著量子數(shù)增加而迅速趨向于同一個固定值，該值介于橫光學模和縱光學模的頻率之間，且該值與量子點中表面模頻率所趨向的值是相同的。 在論文的第三章，我們在第二章得到的聲子模及電-聲相互作用的基礎上，引進材料參數(shù)，采用微擾理論分別對體系的極化子的結合能進行了數(shù)值計算，結果顯示，在量子環(huán)內半徑較小，外半徑較大時(這樣取值的目的是為了方便與體材料的情形進行比較)，隨著高度增加，類體模的