外加电场和Al组分对纤锌矿AlGaN/GaN量子阱中的电子g因子的影响

摘要：

研究了外加电场和垒层的Al组分对AlGaN/GaN量子阱中的横向和纵向g因子(g⊥和g//)及其各向异性(δg)的影响.纤锌矿体结构的贡献(gbulk//和gbulk⊥)是构成?g⊥=(g⊥?g0)=gbulk⊥+gw和?g//=(g//?g0)=gbulk//的主要部分,但gbulk//和gbulk⊥ 的差值很小且几乎不随外加电场和Al组分改变.当外加电场的方向同极化电场的方向相同(相反)且增加时,gbulk//和gbulk⊥ 的强度同时增加(减小).当外加电场从?1.5×108 V·m?1到1.5×108 V·m?1变化时,异质结界面对?g⊥的贡献(ΓInter)大于0且强度缓慢增加,阱层对?g⊥ 的贡献(ΓW)小于0且强度也缓慢增加.然而ΓInter的强度比ΓW大,且后者的强度随着外加电场的改变增加较快,所以δg>0且强度随着外加电场的变化而减小.当垒层的Al组分增加时,如果不考虑应变效应(S1,2=0),gbulk//和gbulk⊥ 的强度同时减小,然而考虑应变效应后(S1,2?=0),?β?1(gbulk⊥)和?γ?1(gbulk//)的强度随着Al组分的增加而增加.随着垒层Al组分的增加,ΓInter和ΓW的强度都增加,但ΓInter的强度较大且增加得较快,所以δg的强度缓慢增加.?g⊥的强度先随着Al组分的增加而减小,然后又随着Al组分的增加而增加,因为gbulk⊥ 小于0且强度随着Al组分增加得很快.结果表明,AlGaN/GaN量子阱结构中的电子g因子及其各向异性可以被外加电场、垒层的Al组分、应变效应和量子限制效应共同调制.

关键词：自旋轨道耦合、Rashba效应、塞曼效应、g因子

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资助基金：国家自然科学基金61306012;河南省高等学校青年骨干教师2015GGJS-145;许昌学院杰出青年骨干人才计划、河南省自然科学基金162300410237;河南省科技发展计划批准号:172102210470资助的课题.Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant 61306012;the Aid Project for the Leading Young Teachers in Henan Provincial Institutions of Higher Education of ChinaGrant 2015GGJS-145;the Aid Project for the Leading Young Talents of XuChang University, China, the Natural Science Foundation of Henan Province, ChinaGrant 162300410237;the Development Project for Science & Technology of Henan Province of ChinaGrant 172102210470

在线出版日期：2018-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：244-253