量子点中杂质态体系的性质研究

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在有效质量近似下,本文采用数学形式简单物理意义明确的六个参数的尝试波函数,利用变分法数值计算了有限深垂直耦合单、双、三量子点中浅施主杂质体系的束缚能。本文分别计算了杂质位于体系中心时体系的束缚能以及电子和杂质问平均距离,结果发现单量子点体系中体系的基态能级强烈依赖于量子点的尺寸,量子点尺寸较小时,随着单量子点尺寸的增大,体系基态束缚能增大,当达到一定数值后,体系的束缚能随着量子点的尺寸的增大而减小,这是由于我们选用的有限势垒的原因。 在双量子点体系中,我们计算了垂直耦合双量子点中杂质态的束缚能以及粒子间平均距离,并且分别讨论了杂质位于三个不同位置时的情况。同时讨论了在各种情况下电子在量子点中各个位置出现的几率。可以发现,杂质态在耦合双量子点中的性质比单个量子点中的性质更加重要。 在三量子点体系中,随着各个量子点之间距离的增加,杂质态体系的束缚能增大,当各个量子点间距离趋于无穷大时,电子将不在各个量子点中跃迁,体系相当于单量子点体系,体系的束缚能也恒等于一个数值,这个数值与相应宽度的单量子点体系中杂质态的束缚能相等。三量子点体系中电子与杂质间的平均距离的变化趋势与体系的束缚能变化趋势正好相反,这说明粒子间距离越大,体系的束缚能越小。最后计算了体系中电子在各个位置出现的几率随z的变化关系,都得到了较好的结果。耦合三量子点中施主杂质态体系中的电子在上下两个量子点中出现的几率相等,而电子在中间量子点中出现的几率大于其余两个量子点中的几率。
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