【摘 要】
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本文采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法研究了纤锌矿氮化物量子阱中的极化子效应,即电子-定域光学声子相互作用对极化子能量的影响。考虑了纤锌矿量子阱中光学声子模的各向异性以
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本文采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法研究了纤锌矿氮化物量子阱中的极化子效应,即电子-定域光学声子相互作用对极化子能量的影响。考虑了纤锌矿量子阱中光学声子模的各向异性以及声子频率随波矢的变化关系。给出了纤锌矿GaN/AlxGa1-xN和InxGa1-xN/GaN量子阱中自由极化子基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随量子阱宽度(L)和组分(x)的变化关系。数值计算结果表明:纤锌矿GaN/Al0.3Ga0.7N量子阱中极化子基态能量、第一激发态能量、跃迁能量随量子阱宽度的增加而减小,并在量子阱较窄时减小的趋势较明显,量子阱较宽时,减少的速度变的缓慢,最后趋近于体材料的三维值。纤锌矿量子阱中极化子的能量要小于闪锌矿量子阱中极化子的能量,而前者中电子-声子相互作用对极化子基态能量的贡献大于后者中的相应值。这主要是由于纤锌矿的各项异性以及材料参数不同于闪锌矿中的相应值导致的。纤锌矿GaN/AlxGa1-xN和InxGa1-xN/GaN量子阱中极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随Al/In组分的增加而增大,并且阱宽比较窄时,能量随组分的变化比较明显,而当量子阱变得比较宽时,这一变化趋于缓慢。计算结果还表明,GaN/Al0.3Ga0.7N和In0.3Ga0.7N/GaN量子阱中电子-声子相互作用对极化子能量的贡献较大,这些值远比GaAs/Al0.3Ga0.7As量子阱中的相应值大得多。同时,对运用LLP方法计算极化子能量时的几种不同处理方法进行分析和讨论。
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