稳恒电磁场中柱形量子点内极化子的温度效应

论文摘要

本文采用改进的线性组合算符及么正变换与变分法相结合的方法,在有效质量近似下,得到了柱形量子点中的极化子哈密顿量。通过理论计算,得到了极化子的振动频率、能量及激发能的较为精确的解析表达式。又通过对具体材料的数值计算,讨论了沿生长轴方向外加的电、磁场及温度对量子点中极化子性质的影响。结论如下:当电子与声子相互作用比较弱时,外加电场使得基态能量处于更低的位置,外加电场产生的附加能是负的。外加电场也使得生长方向的能级间隔减小,这意味着会减弱量子点的量子效应,但是有可能会加大电子跃迁几率,并且外加电场使得能量随着温度的升高而增加的速度减慢了。外加磁场使得极化子的振动频率、基态能及激发能都有不同程度的增加,这表明了外加磁场可以导致量子点的极化加强。并且外加磁场加大了相邻能级间的间隔,说明了外加磁场可以使量子点的量子效应更明显。随着温度的升高,极化子的极化子平均数、振动频率、能量以及激发能都会随之增大。说明处于高温下的量子点更容易被极化。当电子与声子相互作用比较强时,情况稍有不同。当系统处于低温极限时,电场及磁场对极化子性质的影响与上述情况相同。当系统处于有限温度时,随着温度的升高,极化子的极化子平均数、振动频率、能量以及激发能都会随之增大。外加电、磁场都使得极化子能量降低,并且外加电场使得能量随着温度的升高而增加的速度加快了。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 极化子效应及低维量子体系综述
• 1.1 极化子效应及极化子理论
• 1.2 低维量子体系综述
• 1.3 研究的背景及意义
• 1.4 研究的内容及方法
• 2 柱形量子点中的自由极化子
• 2.1 模型、哈密顿量及理论计算
• 2.2 电-声子强耦合情形
• 2.2.1 理论计算
• 2.2.2 结果讨论
• 2.3 电-声子弱耦合情形
• 2.3.1 理论计算
• 2.3.2 结果讨论
• 3 电场中柱形量子点内的束缚极化子
• 3.1 模型、哈密顿量及理论计算
• 3.2 强耦合极化子的stark 效应
• 3.2.1 理论计算
• 3.2.2 结果讨论
• 3.3 弱耦合极化子的stark 效应
• 3.3.1 理论计算
• 3.3.2 结果讨论
• 4 柱形量子点中磁极化子的性质
• 4.1 模型、哈密顿量及理论计算
• 4.2 强耦合磁极化子
• 4.2.1 理论计算
• 4.2.2 结果讨论
• 4.3 弱耦合磁极化子
• 4.3.1 理论计算
• 4.3.2 结果讨论
• 5 温度对柱形量子点中极化子性质的影响
• 5.1 模型、哈密顿量及理论计算
• 5.2 强耦合极化子的温度效应
• 5.2.1 理论计算
• 5.2.2 结果讨论
• 5.3 弱耦合极化子的温度效应
• 5.3.1 理论计算
• 5.3.2 结果讨论
• 6 柱形量子点中极化子的磁温效应
• 6.1 模型、哈密顿量及理论计算
• 6.2 强耦合磁极化子的温度效应
• 6.2.1 理论计算
• 6.2.2 结果讨论
• 6.3 弱耦合磁极化子的温度效应
• 6.3.1 理论计算
• 6.3.2 结果讨论
• 7 稳恒电磁场中柱形量子点内极化子的温度效应
• 7.1 模型、哈密顿量及理论计算
• 7.2 电-声子强耦合情形
• 7.2.1 理论计算
• 7.2.2 结果讨论
• 7.3 电-声子弱耦合情形
• 7.3.1 理论计算
• 7.3.2 结果讨论
• 8 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读学位期间发表的论文目录