耦合量子点分子中激子的动力学行为

论文摘要

由于晶体生长技术的发展，人们对量子阱、量子点等低维量子结构的理论和实验研究越来越广泛。半导体量子点是继超晶格、量子阱之后发展起来的一种介观体系。基于量子点的量子器件，以其独特的电学、光学性能和极低功耗，在纳米电子学、光电子学等领域有着极其广泛的应用前景。在很多文献中都讨论了受限量子点中载流子的性质，研究了量子点形状以及量子点与周围衬底的介电常数对载流子的影响，而外加驱动场对载流子的影响的研究比较少，因此有必要深入地研究外加驱动场对量子点中载流子的影响。在这篇文章中我们研究了直流和交流电场驱动下耦合双量子点分子中电子—空穴系统的动力学行为。利用两点Hubburd模型和Floquet理论，用数值方法求解了含时Sch（?）dinger方程，给出了电子—空穴局域于初始态的几率在20个驱动周期内的最小值Pmin。讨论了电子—空穴间库仑相互作用为零、仅交流电场存在、直流和交流电场共同存这三种情况，研究了库仑相互作用、直流电场、交流电场对耦合双量子点分子中电子—空穴系统的动力学行为的影响，并且利用二能级近似理论和微扰理论分析了这个量子系统中激子的局域化现象，指出了动态局域化现象发生的条件。分析发现在弱场情况下，激子主要在局域态之间隧穿；在强场情况下，电子和空穴可以独立地在量子点间隧穿。驱动场倾向于使电子和空穴在空间分离，在合适的条件下量子点中的电子和空穴在短时间内仍可以保持在初始局域态。直流电压破坏系统的动力学对称性，并对动态局域化产生影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 基本概念
• 1.2.1 量子点的概念
• 1.2.2 耦合量子点系统
• 1.2.3 激子的概念
• 1.3 量子点的性质、制备及应用
• 1.3.1 量子点的主要性质
• 1.3.2 量子点的制备方法
• 1.3.3 量子点的应用
• 1.4 课题研究的现状
• 第二章 理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 Hubbard模型
• 2.3 稳态微扰理论
• 2.3.1 稳态和准能
• 2.3.2 稳态微扰理论
• 2.4 Floquet理论
• 2.4.1 Floquet模式解
• 2.4.2 时间演化算符
• 第三章 DC—AC场驱动下耦合双量子点分子中激子的动力学行为
• 3.1 引言
• 3.2 理论模型和方法
• 3.3 计算与讨论
• 3.4 结论
• 参考文献
• 读硕士研究生期间发表或完成的论文
• 致谢