Cd1-xMnxTe-CdTe量子阱中激子結(jié)合能的研究.pdf

1、隨著量子阱材料的發(fā)展，量子阱器件廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。激子對(duì)描述半導(dǎo)體的光學(xué)以及電學(xué)特性具有重要意義，并且激子效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體中的光吸收、發(fā)光等物理過(guò)程具有重要影響，因此研究激子對(duì)半導(dǎo)體光電子器件的設(shè)計(jì)和制作具有非常重要意義。與半導(dǎo)體體材料相比，在量子阱結(jié)構(gòu)中，激子的束縛能要大得多，而且在較高溫度或在電場(chǎng)作用下更穩(wěn)定。從理論上研究量子阱材料的電子態(tài)對(duì)新型量子阱器件設(shè)計(jì)具有重要的理論價(jià)值和指導(dǎo)意義。
　　CdMnTe量子阱材料是一類(lèi)新型半

2、導(dǎo)體材料，與其它半導(dǎo)體材料不同，它摻入了具有磁性的Mn2+，使得CdMnTe材料兼具半導(dǎo)體和磁性材料的性質(zhì)。這種特殊的性質(zhì)使其具有很多優(yōu)良的物理性能，因此在器件應(yīng)用上具有很多潛在的價(jià)值，從而對(duì)CdMnTe材料的深入研究具有重要意義。
　　本文在有效質(zhì)量包絡(luò)函數(shù)近似下采用變分法對(duì) Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱中激子結(jié)合能進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.闡述了量子阱、量子阱材料和 Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱

3、材料的發(fā)展與應(yīng)用，并且對(duì)激子進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。
　　2.簡(jiǎn)單地介紹了量子阱結(jié)構(gòu)中電子態(tài)的主要理論計(jì)算方法，即有效質(zhì)量包絡(luò)函數(shù)、打靶法、變分法和激子結(jié)合能的計(jì)算方法，重點(diǎn)介紹計(jì)算激子結(jié)合能的方法。
　　3.在有效質(zhì)量近似下，利用變分法對(duì) Cd1-xMnxTe/CdTe方量子阱中的激子結(jié)合能進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和研究。以單量子阱、雙量子阱和多量子阱為理論模型，主要研究單量子阱、雙量子阱。計(jì)算了無(wú)電場(chǎng)時(shí)量子阱激子結(jié)合能、玻爾半徑和非相關(guān)

4、概率，并且計(jì)算了 Mn組分和外電場(chǎng)對(duì)結(jié)合能的影響。結(jié)果表明：激子結(jié)合能隨阱寬的變化呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，有極大值出現(xiàn)，玻爾半徑隨阱寬的變化與結(jié)合能的變化相反，呈先減小后增加的趨勢(shì)，最后討論了電場(chǎng)對(duì)激子結(jié)合能的影響。
　　4.研究了對(duì)稱(chēng)量子阱中激子結(jié)合能，以?huà)佄镄土孔于搴腿切土孔于鍨槔碚撃Ｐ?，在有效質(zhì)量近似下，利用變分法對(duì) Cd1-xMnxTe/CdTe拋物型和三角型量子阱中激子結(jié)合能進(jìn)行了計(jì)算和研究。結(jié)果表明：拋物型和三角型量