耦合量子点中极化子的相互作用

耦合量子点中极化子的相互作用
李思远;赵翠兰
【摘要】The method of variation and unitary transformation was used to study the interaction on polarons in cou-pled quantum dots in infinite potential well. The numerical results for CdSe coupled quantum dots indicate that the interaction energy of polarons in coupled quantum dots decreases with the distance of center of quantum dots increas-ing when two quantum radii are identical, and decreases with the radius of one quantum dot or two quantum dots in-creasing when the distance of center of quantum dots remains unchanged.%采用幺正变换及变分相结合的方法，研究了无限深势阱中耦合球型量子点中极化子的相互作用。

对CdSe耦合量子点的数值计算结果表明：耦合球型量子点中两量子点半径相等时，极化子之间的相互作用能随两个量子点中心距离的增大而减小；当两个量子点中心距离保持不变时，极化子的相互作用能随单个或两个量子点半径的增大而降低。

【期刊名称】《内蒙古民族大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(031)003
【总页数】3页(P189-191)
【关键词】耦合量子点;极化子;相互作用能量
【作者】李思远;赵翠兰
【作者单位】内蒙古民族大学物理与电子信息学院，内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学物理与电子信息学院，内蒙古通辽028000
【正文语种】中文
【中图分类】O469
随着半导体技术的迅速发展,人们已经可以制备出各种各样的纳米结构,其中量子点作为一种特殊的纳米结构,其性质已经引起了人们的广泛关注〔1〕.李树深等〔2〕提出利用外加电场来增加量子点量子比特消相干时间.赵翠兰等〔3〕研究了球壳量子点中极化子和量子比特的声子效应.肖景林等〔4〕研究了磁场非对称高斯势量子阱量子比特性质的影响.孙丙西等〔5〕研究了量子点中单双激子的能量及精细结构的劈裂.
近年来,诸多学者已经从对单量子点的研究,开始向耦合量子点深入,Hung等〔6〕研究了耦合量子点中激子与光子和LO声子耦合的性质.Akiko Ueda等〔7〕研究了电子声子相互作用耦合量子点中的非平衡输运性质.A.Udea等〔8〕还研究了耦合量子点中声子谱.Ardelt等〔9〕研究了耦合量子点中激子态的库仑介导杂交.本文拟采用幺正变换及变分相结合的方法研究无限深势阱中耦合球型量子点中极化子之间的相互作用.
设球型量子点1、2的半径分别为r1和r2,两量子点球心之间的距离为r,每个量子点内只有一个电子且仅在量子点内运动.假设量子点是空间对称的,则在有效质量近似下,电子-声子体系的哈密顿量为
其中
为清楚地表明无限深势阱中耦合量子点中极化子之间的相互作用,选取CdSe材料进行数值计算.所用材料参数为
〔11〕:ε∞=6.1,ε0=9.3,m*=0.11m0,ℏωLO=26meV,εα=5.8,εM=2.13.数值计算结果如图1-2所示.
图1表示耦合量子点中两量子点半径相等时,极化子之间的相互作用能Evc随量子
点中心距离r的变化曲线.从中看出,相互作用能Evc随量子点中心距离的增大而减小,由式（4）和（15）可知,量子点之间的距离增大,电子之间的库仑相互作用减小,进而导致两量子点中极化子之间的相互作用能量降低.从图中还可以看出,随着量子点半径的增大,极化子之间的相互作用能量减小.原因是量子点愈大,内部声子数愈多,阻碍了两个量子点中电子之间的库仑排斥作用,结果导致极化子之间的相互作用减小.
图2表示当耦合量子点中量子点1的半径r1=20nm时,极化子间的相互作用能Evc随量子点中心间的距离r以及量子点2半径的变化关系曲线.从图中看出,相互作用能Evc随量子点中心距离的增大而减小,随量子点2半径r2的增大而降低,原因同图1.
本文采用幺正变换及变分相结合的方法,研究了无限深势阱中耦合球型量子点中极化子的相互作用.对CdSe耦合量子点的数值计算结果表明:当耦合球型量子点中两量子点半径相等时,极化子之间的相互作用能随两个量子点中心距离的增大而减小;当两个量子点中心距离保持不变时,极化子的相互作用能随单个或两个量子点半径的增大而降低.
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