激光對閃鋅礦氮化物量子阱中激子態(tài)和光學性質的影響.pdf

1、近年來，Ⅲ族氮化物及其合金由于獨特的物理性質和在光電子器件中的顯著應用而引起人們的廣泛關注。其中一個十分重要的課題就是GaN基氮化物及其異質結構中的激子態(tài)和光學性質的研究。本文在有效質量近似理論的框架下，采用變分法研究了激光場、靜水壓力及外加電場對閃鋅礦GaN/AlGaN量子阱中的激子態(tài)和光學性質的影響。
　　 本文首先計算了激光場對閃鋅礦GaN/AlGaN單量子阱中的激子態(tài)和光學性質的影響。結果表明在閃鋅礦GaN/AlGaN量

2、子阱中，基態(tài)激子結合能，帶間光躍遷能量，陣子強度和基態(tài)光吸收系數(shù)都高度依賴于量子阱的寬度和激光場的強度。在量子阱中，對于任意大小的阱寬，外加激光場可以降低激子結合能和振子強度的大小，然而，卻增加光躍遷能量值。此外，隨著激光場的增加，光吸收峰的能量位置有明顯的藍移現(xiàn)象。特別是對于阱寬較小的情況，基態(tài)激子束縛能和光學性質明顯受到激光場的影響。
　　 其次，本文計算了在GaAs/AlGaAs量子阱中，激光場和靜水壓力對光學性質影響的競

3、爭效應。數(shù)值計算結果表明，在GaAs/AlGaAs量子阱中，對于任意強度的激光場，靜水壓力都導致基態(tài)激子結合能和帶間光躍遷能有明顯的增加。此外，在任何靜水壓力的情況下，外加激光場可以減小基態(tài)激子結臺能卻增加帶間光躍遷能。特別是，對于大的量子阱寬度和激光場強度，靜水壓力對基態(tài)激子結合能和帶間光躍遷能均有明顯的影響。然而對于阱寬較小和靜水壓力作用較大時，激光場對基態(tài)激子束縛能和光學性質的作用效果明顯。
　　 最后，計算了在閃鋅礦Ga

4、N/AlGaN量子阱中，激光場和電場對激子態(tài)和光學性質的影響。我們的計算結果表明，當不考慮外加電場或者外加電場值很小的時候，激光場對激子束縛能和陣子強度有減小的作用:而當外加電場值較大時，激子束縛能和陣子強度在激光場變化的范圍內(nèi)有一個最大值。另外，激光場增加帶間光躍遷能，而電場卻減小其值。此外，在GaN/AlGaN量子阱中，當外加激光場的值增加時，線性光吸收系數(shù)虛部的峰值所對應的光子能量位置移向更高的能量位置:而外加電場的作用卻使其峰值