电场调控下不对称耦合量子点中激子的发光特性-发光学报.pdfVIP

第 卷第 期 发 光 学 报 年 月 文章编号 电场调控下不对称耦合量子点中激子的发光特性 尚德双 王基庆 茅惠兵 杨平雄 俞建国 赵 强 华东师范大学 极化材料和器件教育部重点实验室 上海 摘要 使用有效质量模型从理论上对 不对称耦合量子点在不同耦合强度下束缚态和反 束缚态的能级分裂情况进行了详细分析重点探讨了电子和空穴的耦合隧穿对量子点体系能级特征及激子 发光强度的影响 研究发现不对称耦合量子点在外电场作用下价带束缚态和反束缚态能级出现反交现象 反交处的能级分裂值和临界电场随量子点间距的增加而减小对应的激子发光强度也经历了从亮 暗到暗 亮激子的转变 关键词 激子 量子点 束缚态 中图分类号 文献标识码 电场变化呈现相反变化规律 目前的很多工作主 引言 要集中在对称的耦合量子点上但是在实际实验 量子点由于其低维特性及在未来通讯和计算 中制备完全相同的耦合量子点几乎是不可能的 机技术中的巨大应用前景 得到了人们的广 特别是在自组织生长量子点过程中由于实验过 泛关注特别是从理论和实验上对单个量子点进 程中的应变扩散和控制精度等原因制备出来的 行了深入的探讨 研究中人们发现通过控制单 量子点无论是在大小合金组分和形状上都具有 量子点的形状大小或者施加电磁场等就能改变 一定的差异因此对于不对称耦合量子点的研究 就有了现实指导意义 由于量子点中电子和空穴 量子点的能级束缚情况 利用这种分裂的能 级就有可能制造可控的量子计算逻辑单元另外 有效质量和束缚势垒的不同它们各自在电场作 由于量子点中电子和空穴强的束缚特征激子具 用下的隧穿耦合情况有较大的差异 尽管 有大的束缚能而且双激子到单激子间的跃迁具 等 分析了不对称情况下量子点中电子和空 有纠缠特性 等 从实验上验证了激子纠 穴在正反电场作用下的隧穿情况但目前尚未对 缠性使得其在未来的量子通讯领域具有潜在的 不同间距对应不同耦合强度下不对称耦合量 应用前景 子点中电子和空穴的在外电场下的物理行为以及 近年来的研究表明多个单量子点耦合形成 组成激子的光学特性进行过系统分析 的量子点阵列有可能成为未来量子计算机的基本 基于上述分析本文使用有效质量模型计算 单元结构 实验 和理论 计算均表明耦合 了长方体形状的 量子点在电 量子点具有分子态的能级特征因此利用电磁场 场作用下的能级分裂情况比较了导带和价带的 控制量子点分子的能级耦合可以调控体系激子 束缚态和反束缚态能级的变化情况 着重分析了 因子 的变化把 因子作为一种量子比特