变分方法研究ZnO量子点中激子的基态特性

摘要：

ZnO是一种新型宽禁带直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,室温激子束缚能高达60 meV,远大于室温热离化能(26 meV),因此ZnO是适于室温或更高温度下使用的高效紫外光电材料.ZnO半导体量子点材料与体材料相比具有崭新的光电特性,特别在紫外激光器件方面,与ZnO的激子特性密切相关,因此理论上对ZnO量子点中激子的基态特性进行研究就显得十分必要.采用有效质量近似(EMA)方法,提出新的比较简单的尝试波函数,对ZnO量子点中激子的基态特性进行了计算.计算结果与实验结果基本吻合,说明我们的计算结果比较真实、有效.对变分参数Ke、Kh,归一化常数Ne、Nh以及波函数ψ随粒径变化关系进行了计算.计算结果表明,当量子点半径较小(r≤4.0aB)时,激子的波函数ψ变化非常迅速,而由于此时量子点具有很大的比表面积,因此量子点所处的环境、体内的缺陷、杂质会对其产生非常强烈的影响,同时其表面(界面)的介质会对其基态特性产生影响,因此对量子点进行有效的修饰与掺杂以减少其表面缺陷及表面悬键,减少无辐射复合与界面发射是非常必要的.

关键词：激子、ZnO量子点、变分法、基态特性

所属期刊栏目：27

分类号：O472.3;O482.31(半导体物理学)

资助基金：国家科技攻关项目2001AA311120;国家自然科学基金6036020;中国科学院资助项目60278031,60176003,60376009;中国科学院知识创新工程项目;吉林省科技发展计划20040564

在线出版日期：2006-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：225-228