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InP系量子阱相位调制器的理论设计

InP系量子阱相位调制器的理论设计陈建新,邬祥生(中国科学院上海冶金研究所上海200050)摘要本文应用量子限制Stark效应理论计算了InP系量子阱中激子的波函数及激子的能量.在此基础上,计算了不同电场条件下激子能量的红移,以及吸收系数的变化.然后,根据K-K关系计算了折射率的变化,得到了一定强度外电场条件下,折射率变化与波长、组份及阱宽的关系.按照我们的计算,折射率变化可达2.54×10-2.PACC:428OK,6855,7280E1引言相位调制器在高速光通信、相千光通信、光纤陀螺等方面均有较好的应用价值.四元化合物InGaAsP的带隙波长覆盖0.9—1.6pm,而石英光纤的最小损耗波长为1.55p。,零色故波长为1.3pm,正好在此范围内.但是InP体系化合物半导体材料的电光系数较小,所以一般体材料器件的相位移效率较低.近年来,基于量子限制Stark效应发展起来的量子阶相位调制器具有高效、低耗等诸多优点,越来越受到人们的...  (本文共5页) 阅读全文>>

《安徽大学学报(自然科学版)》1940年30期
安徽大学学报(自然科学版)

受磁场作用的量子阱激子

受磁场作用的量子阱激子韩家骅,蔡平,叶柳,黄效吾(安徽大学物理系合肥230039)摘要本文试用两种方法计算GaAs/Ga1-xAlxAs复合量子阱中激子结合能增量与磁场的关系,计算结果与实验相符。关键词量子阱,激子,激子结合能,变分波函数,磁场中国分类号O472·l近年来,对半导体新材料的研究十分活跃。在一块衬底材料上交替地镀上两种不同的半导体薄层,可以形成量子跳或超晶格材料。人们对量子讲中激子在磁场中的行为正越来越关注。R.L.Cr-ne和K.K.峋。5采用有效质量近似的方法,计算了激子结合能与磁场的关系[1],理论计算值与实验偏差较大,尤其对重空穴激子偏差最大。E村山。等人对Greene的计算方法加以改进,选取两个不同的变分波函数计算高、低磁场中激子结合能「2]。计算结果有较大改善,但是随着磁场的增强,误差越来越大。本文对c匕...s等人的计算方法加以改进,分别采用两种方法进评1·算,所得结果与实验符合。考虑由Ga;-xA]...  (本文共7页) 阅读全文>>

河北师范大学
河北师范大学

无限深GaAs量子阱线中双激子的性质

本文在有效质量近似下,采用一维等效势模型,选取数学形式简单、物理意义明确的两变分参数的波函数,利用变分法数值计算了无限深GaAs矩形量子阱线中双激子体系的基态束缚能随阱线宽度的变化关系,得到了较好的结果。首先,本文计算了无限深GaAs量子阱线中单激子体系的束缚能,我们的结果与前人的理论和实验结果符合的很好。然后,把量子阱线中激子等效为一维激子,即采用一维等效势模型,由此计算得到了势参数α_x和γ_x随阱线宽的变化关系。对于无限深GaAs量子阱线中的双激子,仍然采用一维等效势模型,在该模型中,无限深aGAs量子阱线中的双激子体系的变分波函数选为在波函数Φ中,考虑到电子—空穴和电子—电子的相关效应,并且计入了全同粒子不可识别所带来的交换影响,α和β是变分参数,而α_x和γ_x由一维等效势模型中激子态的能量方程确定。通过复杂的数学推导得到双激子体系能量E_(XX)的数学表达式,对变分参数α和β变分即可确定出α和β的值,从而得到体系能,...  (本文共40页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北师范大学
河北师范大学

无限深GaAs量子阱线中带电激子体系的变分计算

由于半导体量子阱线中激子和复杂激子的特性在光学器件中有着重要的作用。所以对低维半导体结构(量子阱、量子阱线,量子点等)在过去几年内无论是在实验还是理论研究都取得了一些成果。但对量子阱线中带电激子体系的研究很少,所以本文主要研究量子阱线中带电激子的性质。本文在有效质量近似下,采用两变分参数的变分的方法,计算了激子和带电激子在无限深GaAs量子阱线中的基态束缚能。都得到了较好的结果。首先,本文计算了无限深GaAs量子阱线中单激子体系的基态束缚能,我们的结果与前人的理论和实验结果符合的很好。然后,用两变分参数的方法对无限深GaAs量子阱线中的X~+体系进行研究,求得体系的基态束缚能。最后,我们对计算的结果进行了详细的分析和讨论,并与前人的理论结果进行了比较,得到的结论如下:(1) 无限深GaAs量子阱线中带电激子的基态束缚能随量子阱线宽度的增加而减小,当阱线宽很窄时,束缚能趋于无穷大,没有峰值的原因是因为采用了无限深势的量子阱线模型;...  (本文共34页) 本文目录 | 阅读全文>>

《浙江科技学院学报》2005年03期
浙江科技学院学报

准对称耦合量子阱与光开关结构优化设计

在某些集成光器件中,如超快行波调制器和光开关,当它们工作于几十吉赫频段时,不仅要求调制电压低于1 V,而且希望有一个大的折射率变化,这样可以提高器件的集成度,减小器件的尺寸[1]。在相同的外电场作用下,准对称耦合量子阱在吸收边能产生一个比矩形量子阱[2]、非对称耦合量子阱更大的折射率变化[3],可以降低工作电压,从而达到减小光开关器件的功耗、提高器件稳定性的目的。本文结合光开关的理想工作条件,对准对称耦合量子阱结构进行再优化,从而产生一个在低工作电压、低吸收系数的情况下仍有一很大的场致折射率变化的量子阱结构。1光开关的理想工作条件(1)光开关工作与不工作时相比,材料折射率变化要尽可能大,这样有利于光开关器件的集成。(2)光开关工作或不工作时,材料的吸收系数都要尽可能小(α100 cm-1),这样可以降低损耗,提高器件稳定性。(3)材料对输入TE的模光信号和TM模光信号必须同时具有一个尽可能大的场致吸收系数变化。这是因为现在用于光...  (本文共4页) 阅读全文>>

《吉林化工学院学报》2012年01期
吉林化工学院学报

磁场作用下抛物量子阱线中激子的束缚能

在低维结构中例如量子阱和量子线中,由于空间的束缚使得电子和空穴的波函数交叠增强,从而增强电子和空穴间的库仑作用进而使光输运过程中的激子效应增强.实验结果表明在高激励、受激辐射和室温等外界条件下激子对于低维半导体材料的光学性质起主导作用.因此,在这些低维结构中激子性质的研究不单单对基础物理性质同时对其在光电器件中的应用都十分重要[1-4].量子阱和量子线中激子的性质已有了大量的理论和实验的研究[5-12].理论的研究主要采用变分的方法或者矩阵对角化的方法对量子阱线中激子性质进行计算.Takahashi[6]和他的合作者采用变分的方法计算了在外加电场下激子在双量子阱结构中的束缚能受到电场影响情况.C.Riva[7]也采用变分方法研究了激子的相关能和束缚能随着量子阱宽和阱深变化的变化情况.Lozovik[8]从试验和理论2个方面对2维激子的色散关系以及电子和空穴的平均间距与质心和磁场的关系进行了讨论.Xie[9]用矩阵对角化的方法分析...  (本文共4页) 阅读全文>>