【摘 要】
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本文在有效质量近似下,采用有限差分法研究了InGaN/GaN多层核壳量子点中电子子带间跃迁的线性和非线性光学性质,讨论了类氢杂质、核半径、壳层厚度、阱宽及混晶组分对光学性质的影响.主要研究结果如下:类氢杂质对InGaN/GaN多层核壳量子点中电子子带间跃迁光学性质影响的研究表明,类氢杂质使1s-1p、1p-1d和1d-1f态的光吸收系数和折射率变化的峰值位置均发生蓝移,且对1s-1p态的影响最为显
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本文在有效质量近似下,采用有限差分法研究了InGaN/GaN多层核壳量子点中电子子带间跃迁的线性和非线性光学性质,讨论了类氢杂质、核半径、壳层厚度、阱宽及混晶组分对光学性质的影响.主要研究结果如下:类氢杂质对InGaN/GaN多层核壳量子点中电子子带间跃迁光学性质影响的研究表明,类氢杂质使1s-1p、1p-1d和1d-1f态的光吸收系数和折射率变化的峰值位置均发生蓝移,且对1s-1p态的影响最为显著.In0.2Ga0.8N/GaN/In0.2Ga0.8N/GaN核壳量子点中,尺寸效应对子带间跃迁光学性质的研究表明,光吸收系数和折射率变化的峰值位置随着核半径和阱宽的增加均发生明显的红移;考虑杂质时,红移现象更明显.同时发现,壳层厚度只在小于1.5nm时对光吸收系数和折射率变化有影响,且随着壳层厚度的增加,其峰值位置表现为蓝移;在考虑杂质时,峰值位置对壳层厚度的依赖性显著减小.另外,光吸收系数和折射率变化的吸收峰强度对核半径和阱宽的依赖性较强,而对壳层厚度的依赖性则较小.InxGa1-xN/GaN/InyGa1-yN/GaN核壳量子点中,混晶效应对子带间跃迁光学性质的研究表明,随着In组分x的增加,无论是否考虑杂质,1s-1p和1p-1d态的光吸收系数和折射率变化的峰值位置表现为明显的蓝移;而1d-1f态的峰值位置在未考虑杂质时表现为红移,考虑杂质时则表现为蓝移.随着In组分y的增加,两种情形的1s-1p、1p-1d和1d-1f态的光吸收系数和折射率变化的峰值位置均发生蓝移.当In组分x=y同时增加时,无论是否考虑杂质,1s-1p、1p-1d和1d-1f态的光吸收系数和折射率变化的吸收峰位置均发生明显的蓝移.同时发现,不同能级间跃迁的光吸收系数和折射率变化对In组分x、y的依赖性不同,1s-1p和1p-1d态的跃迁主要依赖于核层In组分x的变化,而1d-1f态的跃迁同时依赖于核层和阱层中In组分x和y的大小.
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