外场驱动下耦合量子点中载流子的动力学行为

论文摘要

本文主要对耦合量子点中的双电子系统以及电子-空穴系统作了讨论。在耦合量子点中引入了一个能量差,这样此系统就变成了非对称系统。借助Hubbard模型和二能级近似理论分析了此系统的动力学特性,得出了动态局域化的条件,然后利用Floquet方法进行了数值计算。 （1） 讨论外场驱动下非对称量子点中双电子的动力学行。 我们研究了外场驱动下非对称耦合量子点分子中双电子的动力学行为。利用二能级理论分析了这个量子系统中两电子的局域化现象,指出了动力学局域化的条件。分析发现:两电子的动力学行为主要发生在两个局域态;当场强和频率是Bessel方程的根时,准能发生回避交叉,局域化现象发生。此时,两电子初始局域在一个量子点中的状态不随时间变化。借助于Floquet理论,我们用数值方法对角化了一个周期的时间演化因子,得到准能随参数的演化,同时我们还计算了两个局域态随时间演化的几率,同样得到在准能的交叉点局域化现象发生,这与理论分析一致。 （2） 讨论外场驱动下非对称双量子点中激子的动态局域化行为以及电子-空穴的纠缠。 我们利用二能级理论分析了这个量子系统中激子的局域化现象,指出了动力学局域化的条件。分析发现:激子的动力学行为主要发生在低能级子空间,它们构成了系统的两个局域态;当场强和频率是Bessel方程的根时,准能发生回避交叉,在准能的回避交叉处,局域化现象发生,电子和空穴局域在初始的状态,状态不随时间变化。数值计算也证明了这一点。接着我们还分析了电子和空穴处在两个局域态的几率和处在两个非局域态的几率跟外场的关系,结果发现:随着外场的增大,处在局域态的几率降低,处在非局域态的几率增大,这与我们的分析也是一致的。与此同时,我们还给出了电子和空穴的最大纠缠态随时间的演化关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• §1.1 引言
• §1.2 基本概念
• 1.2.1 介观物理
• 1.2.2 量子点的概念
• 1.2.3 耦合量子点系统
• 1.2.4 激子的概念
• §1.3 量子点的性质、制备及应用
• 1.3.1 量子点的性质
• 1.3.2 量子点的制备
• 1.3.3 量子点的应用
• §1.4 课题研究的现状
• 第二章 模型及理论
• §2.1 引言
• §2.2 理论基础
• §2.3 Floquet理论
• 2.3.1 Floquet模式解
• 2.3.2 时间演化算符
• 第三章 非对称量子点中双电子的动力学行为
• §3.1 引言
• §3.2 模型及理论分析
• §3.3 数值计算与分析
• §3.4 结论
• 第四章 非对称耦合量子点分子中激子的动力学行为
• §4.1 引言
• §4.2 模型及理论分析
• §4.3 数值计算与分析
• §4.4 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢