外电场作用下纤锌矿氮化物抛物量子阱中极化子能级

赵凤岐; 周炳卿

doi:10.7498/aps.56.4856

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外电场作用下纤锌矿氮化物抛物量子阱中极化子能级

赵凤岐 , 周炳卿

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凝聚物质：结构、热学和力学性质

外电场作用下纤锌矿氮化物抛物量子阱中极化子能级

赵凤岐, 周炳卿

物理学报, 2007, 56(8): 4856-4863.

doi: 10.7498/aps.56.4856

Energy levels of a polaron in wurtzite nitride parabolic quantum well under external electric field

Zhao Feng-Qi, Zhou Bing-Qing

Acta Phys. Sin., 2007, 56(8): 4856-4863.

doi: 10.7498/aps.56.4856

摘要
The energy levels of a polaron in a wurtzite nitride finite parabolic quantum well (PQW)are studied by a modified Lee-Low-Pines variational method. The ground state of the polaron, the transition energy from first exited state to the ground state and the

关键词:
氮化物抛物量子阱 /

电子-声子相互作用 /

极化子
Abstract
采用改进的Lee-Low-Pines中间耦合方法研究纤锌矿氮化物抛物量子阱材料中极化子能级,给出极化子基态能量、第一激发态到基态的跃迁能量以及不同支长波光学声子模对极化子能量的影响随阱宽L和外电场F变化的函数关系.在计算中考虑了纤锌矿氮化物GaN和AlxGa1-xN构成的抛物量子阱材料中准LO和准TO声子模的各向异性、电子有效带质量、介电常数、声子频率等随空间坐标z变化(SD)效应以及外电场作用对极化子能量的影响.结果表明，纤锌矿氮化物抛物量子阱材料中电子-声子相互作用、SD效应和外电场对极化子能量有明显影响，它们都使极化子能量降低.SD效应随阱宽L增大而减小，阱宽越大，SD效应越小，最后趋近于零.阱宽较大时，定域准LO声子对极化子能量的影响较大，而半空间准LO声子的影响较小；阱宽较小时，则正好相反.在阱宽L变化的整个范围，氮化物抛物量子阱材料中电子-声子相互作用对极化子基态能量的贡献(约为28—42 meV)比GaAs/AlxGa1-xAs抛物量子阱中的相应值(约为0.5—3.2 meV)大得多.而准TO声子对极化子基态能量的贡献比较小，要远远小于LO声子对极化子基态能量的总贡献.因此，讨论氮化物抛物量子阱(GaN/AlxGa1-xN)中电子态问题时要考虑电子与准LO声子相互作用，而可以忽略准TO声子的作用.

Keywords:
nitride parabolic quantum well /

electron-phonon interaction /

polaron
作者及机构信息
赵凤岐,

周炳卿

1.
内蒙古师范大学物理与电子信息学院，呼和浩特 010022

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10364003)资助的课题.
Authors and contacts
Zhao Feng-Qi,

Zhou Bing-Qing

1.
内蒙古师范大学物理与电子信息学院，呼和浩特 010022
参考文献

施引文献

[1]	傅聪, 叶梦浩, 赵晖, 陈宇光, 鄢永红. 共轭聚合物链中光激发过程的无序效应. 物理学报, 2021, 70(11): 117201. doi: 10.7498/aps.70.20201801
[2]	刘俊娟, 魏增江, 常虹, 张亚琳, 邸冰. 杂质离子对有机共轭聚合物中极化子动力学性质的影响. 物理学报, 2016, 65(6): 067202. doi: 10.7498/aps.65.067202
[3]	赵翠兰, 王丽丽, 赵丽丽. 有限深抛物势量子盘中极化子的激发态性质. 物理学报, 2015, 64(18): 186301. doi: 10.7498/aps.64.186301
[4]	吴海娜, 孙雪, 公卫江, 易光宇. 电子-声子相互作用对平行双量子点体系热电效应的影响. 物理学报, 2015, 64(7): 077301. doi: 10.7498/aps.64.077301
[5]	武振华, 李华, 严亮星, 刘炳灿, 田强. 分数维方法研究GaAs薄膜中的极化子. 物理学报, 2013, 62(9): 097302. doi: 10.7498/aps.62.097302
[6]	刘炳灿, 李华, 严亮星, 孙慧, 田强. GaAs薄膜的有效量子限制长度及其极化子特性. 物理学报, 2013, 62(19): 197302. doi: 10.7498/aps.62.197302
[7]	罗质华, 梁国栋. 带有电子-双声子相互作用的一维铁磁性介观环的非经典本征态和非经典本征持续电流. 物理学报, 2012, 61(5): 057303. doi: 10.7498/aps.61.057303
[8]	伊丁, 秦伟, 解士杰. 钙钛矿锰氧化物中的极化子研究. 物理学报, 2012, 61(20): 207101. doi: 10.7498/aps.61.207101
[9]	王启文, 红兰. 二维量子点中极化子的自旋弛豫. 物理学报, 2012, 61(1): 017107. doi: 10.7498/aps.61.017107
[10]	任学藻, 贺树, 丛红璐, 王旭文. 两格点两电子Hubbard-Holstein模型极化子的量子纠缠特性. 物理学报, 2012, 61(12): 124207. doi: 10.7498/aps.61.124207
[11]	赵翠兰, 丛银川. 球壳量子点中极化子和量子比特的声子效应. 物理学报, 2012, 61(18): 186301. doi: 10.7498/aps.61.186301
[12]	罗质华, 梁国栋. 一维介观环中持续电流的电子-声子相互作用非经典效应. 物理学报, 2011, 60(3): 037303. doi: 10.7498/aps.60.037303
[13]	宋瑞, 刘晓静, 王亚东, 邸冰, 安忠. 电子-晶格耦合非线性项对极化子性质的影响. 物理学报, 2010, 59(5): 3461-3465. doi: 10.7498/aps.59.3461
[14]	赵翠兰, 高宽云. 声子和磁场对量子环中极化子性质的影响. 物理学报, 2010, 59(7): 4857-4862. doi: 10.7498/aps.59.4857
[15]	史晶, 高琨, 雷杰, 解士杰. 基态非简并导电聚合物——坐标空间研究. 物理学报, 2009, 58(1): 459-464. doi: 10.7498/aps.58.459
[16]	张耘. 极化子荧光及其断层扫描对Ti:LiNbO3光波导表征研究. 物理学报, 2007, 56(1): 280-284. doi: 10.7498/aps.56.280
[17]	任学藻, 廖旭, 刘涛, 汪克林. 电子与双声子相互作用对Holstein极化子的影响. 物理学报, 2006, 55(6): 2865-2870. doi: 10.7498/aps.55.2865
[18]	任俊峰, 付吉永, 刘德胜, 解士杰. 自旋注入有机物的扩散理论. 物理学报, 2004, 53(11): 3814-3817. doi: 10.7498/aps.53.3814
[19]	王鹿霞, 张大成, 刘德胜, 韩圣浩, 解士杰. 基态非简并聚合物中的极化子和双极化子动力学. 物理学报, 2003, 52(10): 2547-2552. doi: 10.7498/aps.52.2547
[20]	魏建华, 解士杰, 梅良模. 混合卤化物中的极化子与双极化子. 物理学报, 2000, 49(11): 2264-2270. doi: 10.7498/aps.49.2264

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物理学报. 2007, 56(8): 4856-4863.

doi: 10.7498/aps.56.4856.

外电场作用下纤锌矿氮化物抛物量子阱中极化子能级

1. 内蒙古师范大学物理与电子信息学院，呼和浩特 010022

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10364003)资助的课题.

收稿日期: 2006-12-04
修回日期: 2007-01-19
刊出日期: 2007-04-05

摘要: The energy levels of a polaron in a wurtzite nitride finite parabolic quantum well (PQW)are studied by a modified Lee-Low-Pines variational method. The ground state of the polaron, the transition energy from first exited state to the ground state and the

关键词:

English Abstract

Energy levels of a polaron in wurtzite nitride parabolic quantum well under external electric field

1.
内蒙古师范大学物理与电子信息学院，呼和浩特 010022

Received Date: 04 December 2006
Accepted Date: 19 January 2007
Published Online: 05 April 2007

Abstract: 采用改进的Lee-Low-Pines中间耦合方法研究纤锌矿氮化物抛物量子阱材料中极化子能级,给出极化子基态能量、第一激发态到基态的跃迁能量以及不同支长波光学声子模对极化子能量的影响随阱宽L和外电场F变化的函数关系.在计算中考虑了纤锌矿氮化物GaN和AlxGa1-xN构成的抛物量子阱材料中准LO和准TO声子模的各向异性、电子有效带质量、介电常数、声子频率等随空间坐标z变化(SD)效应以及外电场作用对极化子能量的影响.结果表明，纤锌矿氮化物抛物量子阱材料中电子-声子相互作用、SD效应和外电场对极化子能量有明显影响，它们都使极化子能量降低.SD效应随阱宽L增大而减小，阱宽越大，SD效应越小，最后趋近于零.阱宽较大时，定域准LO声子对极化子能量的影响较大，而半空间准LO声子的影响较小；阱宽较小时，则正好相反.在阱宽L变化的整个范围，氮化物抛物量子阱材料中电子-声子相互作用对极化子基态能量的贡献(约为28—42 meV)比GaAs/AlxGa1-xAs抛物量子阱中的相应值(约为0.5—3.2 meV)大得多.而准TO声子对极化子基态能量的贡献比较小，要远远小于LO声子对极化子基态能量的总贡献.因此，讨论氮化物抛物量子阱(GaN/AlxGa1-xN)中电子态问题时要考虑电子与准LO声子相互作用，而可以忽略准TO声子的作用.

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