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方形量子阱线中中性施主束缚激子(D~0,X)体系的性质

王雪峰  
【摘要】:在有效质量近似下,选用了三个变分参数的波函数,利用变分法数值计算了无限深方形量子阱线中中性施主束缚激子体系(D~0,X)的束缚能。整个计算中库仑作用项完全采用三维形式,特别是在(D~0,X)的计算中,我们对库仑势进行了二维傅里叶变换,降低了积分重数,避开了奇点,减少了计算量。我们同时讨论了杂质在阱心、阱边和阱角三种情况下(D~0,X)的束缚能以及体系在矩形量子线中的情况,并计算了粒子间平均距离随阱宽的变化关系曲线。 首先,本文采用傅里叶变换的方法计算了无限深GaAs量子阱线中的单激子和杂质态体系的束缚能,其结果与前人的理论和实验结果符合的很好。 然后,通过同样的方法对无限深GaAs量子阱线中的(D~0,X)体系进行研究,对无限深GaAs量子阱线中的(D~0,X)体系通过变分方法确定了体系的变分参数,可求得体系的基态束缚能。 本文还计算了各粒子间的平均距离r随量子阱线宽的变化关系,得到了比较好的结果。 最后,对计算的结果进行了较详细的讨论,得出如下结论: (1) 将得到的方形量子线中(D~0,X)的束缚能与文献[27]中的结果进行比较,发现它们符合得比较好,束缚能随阱宽的增大而减小。当阱线宽小于100(?)时我们的结果较大,当阱线宽大于100(?)时我们的结果较小。当阱线宽趋于零时,束缚能趋于无穷大,这是因为采用无限深势阱模型,电子波函数不能渗透到垒中去。当阱线宽很大时,材料逐渐趋于GaAs体材料,势阱的约束非常弱,束缚能的值仅依赖于杂质的位置,这时束缚能逐渐趋于GaAs体材料中的值。


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