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激子波尔半径课件
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目录
激子波尔半径基础
01
激子波尔半径在物理中的应用
03
激子波尔半径的理论拓展
05
激子波尔半径的计算
02
激子波尔半径的实验测定
04
激子波尔半径的未来研究
06
激子波尔半径基础
01
激子的定义
形成条件
在半导体或绝缘体中，当电子被激发跃迁后形成的。
激子概念
激子是半导体中由库仑力相互束缚的电子-空穴对。
01
02
波尔半径概念
反映激子中电子-空穴对的平均距离。
物理意义
激子波尔半径描述激子束缚态的尺寸。
定义解释
激子波尔半径的意义
大半径为弱束缚，小半径为强束缚。
反映束缚强弱
稳定激子适用于高效光电器件。
影响光电器件
激子波尔半径的计算
02
计算公式
激子波尔半径=普朗克常量²介电常数/(电子电量²*质量倒数和)
基本公式
涉及普朗克常量、介电常数等
参数说明
影响因素分析
材料性质
不同材料的介电常数影响激子波尔半径大小。
温度条件
温度变化导致激子束缚能变化，进而影响激子波尔半径。
计算实例
采用公式，考虑介电常数与有效质量，得出半径约33.8nm。
In2S3激子计算
利用公式估算，WSe₂激子波尔半径约为1nm。
WSe₂激子计算
激子波尔半径在物理中的应用
03
半导体物理
在半导体纳米结构中，激子波尔半径影响载流子传输，导致量子限域效应。
量子限域效应
通过控制半导体尺寸，利用激子波尔半径调控能级结构，改变材料光学性质。
能级结构调控
光学性质研究
01
光电器件应用
大半径激子适用于室温光电器件，小半径激子稳定，可用于高效光电器件。
02
光吸收发射调控
通过调控激子玻尔半径，影响光吸收/发射峰，实现光学性质的精确控制。
新材料开发
激子玻尔半径助力半导体材料性能优化。
半导体材料
利用激子特性，开发高效稳定的光电器件。
光电器件应用
激子波尔半径的实验测定
04
实验方法
通过光激发电子-空穴对，测定电子出现几率最高位置到空穴距离。
氢原子模型法
依据材料电介质常数、带隙等物理特性，间接推算激子波尔半径。
材料性质分析
实验设备
利用飞秒技术观测激子传输。
通过pump激光激发产生激子。
超快瞬态显微镜
量子点薄膜装置
数据分析与解读
01
实验数据汇总
汇总不同条件下激子波尔半径的实验数据。
02
数据对比解读
与理论值对比，分析误差来源，解读数据背后的物理意义。
激子波尔半径的理论拓展
05
理论模型
介绍氢原子玻尔半径概念
玻尔半径基础
01
阐述半导体中激子玻尔半径特性
激子玻尔半径
02
拓展研究方向
研究量子点中激子波尔半径对发光性能的影响，推动量子点在显示技术等领域的应用。
量子点应用
探索不同材料中激子波尔半径的变化规律，为新材料开发提供理论支持。
新型材料研究
理论与实验的对比
理论预测尺寸减小导致带隙增大，实验观测到蓝移现象。
量子点尺寸效应
01
理论推测激子离域导致超快传输，实验在特定材料中验证该机制。
激子传输机制
02
激子波尔半径的未来研究
06
研究趋势
探索量子点中激子超快传输，应用于高性能器件。
超快传输机制
研究带电双激子极化激元，提升光学非线性响应。
高阶极化激元
潜在应用领域
激子波尔半径影响量子限域效应，助力高效光电器件研发。
光电器件
在光伏转换材料中，激子波尔半径优化可提升太阳能电池性能。
光伏材料
研究挑战与机遇
研究挑战
非线性机制复杂
未来机遇
推动光电应用
谢谢
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