纤锌矿氮化物特殊形状量子阱中电子-声子相互作用及相关问题

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
10964007
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
赵凤岐
依托单位：
内蒙古师范大学
学科分类：
A2004.凝聚态物质电子结构
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
那顺吉日嘎拉；张敏；那日苏；赵晓彦；萨茹拉；吴海岩；苏林峰；包乌日塔；
关键词：
光学振动模氮化物特殊形状量子阱内建电场电子-声子相互作用

项目摘要

针对纤锌矿氮化物特殊形状（如：方、三角、抛物）量子阱材料的发光和声子传播的特殊性质进行理论研究，集中考虑纤锌矿氮化物量子阱材料单轴异性、电子与多支光学声子耦合、晶格失配引起的压电极化和晶格结构非对称导致的自发极化共同激发的内建电场作用、同时还考虑多声子跃迁和构成量子阱材料的三元混晶中晶格振动的"双模性"。经过讨论和分析纤锌矿氮化物特殊形状量子阱材料中光学声子传播属性，获得对电子-光学声子相互作用的正确认识。理论计算纤锌矿氮化物特殊形状量子阱中极化子、杂质态、激子态等能级及相关问题，弄清纤锌矿氮化物量子阱材料的单轴异性、电子-光学声子相互作用、内建电场和外加电磁场等因素对上述量子阱中电子态能级的影响，给出新的理论结果。力求用理论来解释近期喇曼散射实验现象，预言新现象，将进一步推动本领域的实验和理论工作，为光吸收与发射提供理论依据，为新物理现象的探索和新型电子器件研制提供有参考价值的理论知识。

结项摘要

本项目理论计算了纤锌矿氮化物特殊形状量子阱中极化子和激子态能级及相关问题，讨论纤锌矿氮化物量子阱材料的单轴异性、电子-光学声子相互作用、内建电场和外加电磁场等因素对上述量子阱中电子态能级的影响，给出新的理论结果。具体如下：.1）对纤锌矿GaN/AlxGa1-xN和InxGa1-xN/GaN量子阱中光学声子传播特性及其与电子相互作用进行了理论研究，给出该体系中自由极化子能量和跃迁能量，电子-声子相互作用对能量和跃迁能量的影响随阱宽变化的数值计算结果。在研究中，我们考虑了纤锌矿量子阱中电子与定域纵光学声子、半空间纵光学声子和界面声子的相互作用，而且还考虑了电子有效带质量、声子频率、介电常数等参数各向异性效应和外电场影响。研究表明，电子-声子相互作用对极化子能量和跃迁能量的影响很大。.2）研究纤锌矿GaN/ AlxGa1-xN量子阱中束缚极化子和激子态能量和结合能等问题，给出该体系中束缚极化子和激子态能量和结合能等的数值计算结果。研究表明，电子-声子相互作用对束缚极化子和激子能量和结合能的影响很大，使能量和结合能明显降低。.3）研究纤锌矿GaN/ AlxGa1-xN和InxGa1-xN/GaN量子阱中内建电场对极化子能量、跃迁能量和电子-声子相互作用等的影响，给出相应的数值计算结果。主要分析内建电场对不同支声子模（包括对称和反对称）的影响随阱宽如何变化等问题。并详细对比有内建电场和无内建电场的相应结果。研究发现，内建电场对极化子能量的影响很大，对电子-声子相互作用的影响并不大，但对不同支声子模（包括对称和反对称）影响明显不一样。.4）研究纤锌矿GaN/ AlxGa1-xN和InxGa1-xN/GaN量子阱中磁极化子能量、回旋质量和回旋频率随阱宽和外磁场的变化关系。内建电场增大磁极化子跃迁能量和回旋频率，而降低回旋质量。. 本项目研究共完成16篇论文，其中，SCI 3 篇，EI 4 篇，核心刊物上4篇，省级刊物上 5 篇。