内建电场影响下棱柱型纤锌矿氮化物核壳结构纳米线中的电子态及光吸收性质

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lz147852369
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤锌矿氮化物核壳结构纳米线(CSNW)是下一代晶体管、紫外发光和探测器等光电器件的重要候选材料。纤锌矿GaN/AlGaN CSNW多为三棱柱和六棱柱结构,其中三棱柱结构中沿[0001]方向存在由强压电和自发极化效应导致的强内建电场。本文首先验证基于有效质量近似的有限元差分法求解棱柱型CSNW本征能级和本征态的可行性。结果显示,数值方法解得的GaN矩形截面CSNW中的电子态的与解析解在误差允许范围符合很好。然后,采用三角形差分网格,将该有限元差分法推广到三棱柱和六棱柱GaN/Al1-xGaxN CSNW电子态的求解,并进一步讨论三棱柱CSNW中内建电场对电子态的影响。结果显示:1.无内建电场时,三棱柱GaN纳米线与三棱柱GaN/Al1-xGaxN CSNW中电子的基态、第一激发态的波函数具有与体系相同的几何对称性,且第一激发态具有两个简并态。2.计入内建电场后,CSNW中沿电场方向电势降落,电子的电势能升高,电子的基态能级降低且能级间距增大;同时,电子的波包沿电场反方向移动,且量子束缚效应增强,使得基态波函数峰值增大。内建电场使体系势场的对称性破坏,使电子第一激发态的能级简并消除。3.有或无内建电场时,等比例增大核壳厚度或单独增加壳层厚度,或增大Al1-xGaxN壳层的Al组分,均使电子的基态和第一激发态能级减小且波函数峰值降低,同时能级差减小。在获得体系的电子态后,基于费米黄金法则,进一步分析三棱柱CSNW中的电子子带间跃迁光吸收性质及其尺寸与三元混晶效应。主要结论如下:4.在无内建电场和有内建电场两种情况下,单独增大壳层厚度,或使核壳厚度等比例增大时,电子跃迁矩阵元和能级间距均减小,最终使得电子由基态跃迁至第一激发态的一阶线性光吸收系数、三阶非线性光吸收系数绝对值和总光吸收系数均减小,同时光吸收波峰发生红移。5.当无内建电场时,固定体系尺寸,增大Al组分,电子跃迁矩阵元和能级间距减小,光吸收波峰发生红移;电子由基态跃迁至第一激发态的一阶线性光吸收系数、三阶非线性光吸收系数绝对值减和总光吸收系数均减小。6.有内建电场时,固定体系尺寸,增大Al组分时,光吸收波峰红移,但电子跃迁矩阵元增大,电子从基态跃迁至第一激发态的一阶线性光吸收系数、三阶非线性光吸收系数的绝对值和总的光吸收系数增大。期待本文结论有助于纤锌矿氮化物CSNW光电器件的结构设计。
其他文献
建筑施工中最重要的项目就是工民建的施工,而在工民建的施工中不可忽略的一点就是桩基础施工。作为工民建施工中的基础环节,主要应用于抗压荷载地承受。广泛地应用于港口、桥梁
我国森林保险始于20世纪80年代初,历经启动、停滞、复苏和成长阶段;从未来发展态势看,森林保险发展潜力巨大。文章针对森林保险政策实施过程中保险需求不足与相关影响因素约
钱锺书和约翰生分别是其所在国智慧文学的代表。他们虽生活在东西两个世界两个不同时代,有着不同的生活经历和不同的创作道路,可却在用文学启迪人类的智力巧思方面貌异心同。对
苔藓结皮作为生物土壤结皮演替的最高阶段和生物量的最主要贡献者,具有很强的环境适应性,对维持荒漠地表稳定和改善微环境具有重要作用。非结构性碳水化合物是植物重要的组成
农民负担过重是限制农村经济发展、影响新农村建设的重要因素。本文首先分析了我国政府减轻农民负担的历程和现状,然后列举了造成农民负担过重的主要原因,最后针对如何减轻农
尊重民族风俗习惯是党长期坚持的一项民族政策。在尊重的基础上,引导各民族群众在自愿的前提下移风易俗,也是党的民族工作的一项重要内容。一段时期以来,围绕民族风俗习惯能
随着BIM技术广泛应用于铁路复杂项目的建设,为促进铁路工程全生命周期信息数据共享与交换的完整性与有效性,保证BIM数据得以有效的利用,本文在国际IFC标准的基础上提出对铁路
建立了高频响比例电磁铁的数学模型,并进行实验和仿真,结果表明:限制高频响电磁铁频宽的关键因素是比例电磁铁线圈的电感。通过在放大器中采用电流负反馈和PD校正环节两项措施
随着建筑行业计算机信息技术的不断提高,BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术被日渐提上日程。近年来,建筑幕墙工程日渐呈现复杂化、多元化的态势,对传统的
<正> 为赶超世界先进水平,尽快改变我国化工过滤操作方面的落后状态,几年来有关化工设备制造厂都做了大量的工作。无锡化工机械厂在1976年生产的过滤面积为15m~2的BAJZ15/800