无限深GaAs量子阱线中带电激子体系的变分计算

【摘要】：由于半导体量子阱线中激子和复杂激子的特性在光学器件中有着重要的作用。所以对低维半导体结构(量子阱、量子阱线，量子点等)在过去几年内无论是在实验还是理论研究都取得了一些成果。但对量子阱线中带电激子体系的研究很少，所以本文主要研究量子阱线中带电激子的性质。 本文在有效质量近似下，采用两变分参数的变分的方法，计算了激子和带电激子在无限深GaAs量子阱线中的基态束缚能。都得到了较好的结果。 首先，本文计算了无限深GaAs量子阱线中单激子体系的基态束缚能，我们的结果与前人的理论和实验结果符合的很好。 然后，用两变分参数的方法对无限深GaAs量子阱线中的X~+体系进行研究，求得体系的基态束缚能。 最后，我们对计算的结果进行了详细的分析和讨论，并与前人的理论结果进行了比较，得到的结论如下： (1) 无限深GaAs量子阱线中带电激子的基态束缚能随量子阱线宽度的增加而减小，当阱线宽很窄时，束缚能趋于无穷大，没有峰值的原因是因为采用了无限深势的量子阱线模型；当阱线宽趋于较大值时，体系的束缚能趋于GaAs体材料中的数值。把我们的结果与相同条件下的中性施主束缚激子(D~0，X)的束缚能、有限深GaAs量子阱中带电激子的束缚能进行了比较，表明了所得结果的合理性。 (2) 计算了矩形量子阱线中当矩形一边长W一定时，带电激子的束缚能随另一边长L的变化关系。当W一定时，束缚能随L的增大而减小。结果表明：量子阱线中体系的束缚能取决于约束截面的横截面积，而不