纖鋅礦結(jié)構(gòu)氮化物混晶中的極化子和光學(xué)聲子.pdf

1、近年來(lái)，Ⅲ-Ⅴ族氮化物GaN、AlN、InN及其合金由于在光電子和微電子器件方面的廣闊應(yīng)用前景，引起了人們的極大興趣，其中一個(gè)十分重要的課題就是Ⅲ族氮化物及其合金構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)中的光學(xué)聲子模及其電聲相互作用。由于聲子對(duì)纖鋅礦結(jié)構(gòu)混晶及其組成的量子阱的物理性質(zhì)有重要影響，因此研究此類體系的光學(xué)聲子模具有十分重要的物理意義。 第一部分的工作是首先采用贗原胞(PUC)模型計(jì)算纖鋅礦結(jié)構(gòu)混晶中電子-聲子相互作用的哈密頓，然后運(yùn)用微擾近似的

2、方法計(jì)算纖鋅礦結(jié)構(gòu)混晶中弗留利希耦合常數(shù)、極化子有效質(zhì)量和極化子能量遷移隨組分x的變化關(guān)系，并對(duì)纖鋅礦結(jié)構(gòu)混晶AlxGa1-xN和InxGa1-xN進(jìn)行了數(shù)學(xué)計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，纖鋅礦結(jié)構(gòu)混晶AlxGa1-xN和InxGa1-xN都表現(xiàn)為單模行為，耦合常數(shù)、有效質(zhì)量、介電常數(shù)和振子強(qiáng)度均隨x的變化呈線性變化。 第二部分的工作利用介電連續(xù)模型，從Maxwell方程組和晶格動(dòng)力學(xué)方程出發(fā)，采用傳遞矩陣的方法導(dǎo)出纖鋅礦結(jié)構(gòu)量子阱的各種

3、聲子模，得到色散關(guān)系和電子-界面聲子相互作用的哈密頓量。對(duì)纖鋅礦結(jié)構(gòu)量子阱GaN/InxGa1-xN/GaN和GaN/In0.8Ga0.2N/GaN的色散關(guān)系和電聲耦合強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明：在對(duì)稱纖鋅礦結(jié)構(gòu)單量子阱GaN/InxGa1-xN/GaN中，有四支界面聲子，且界面聲子頻率隨x的變化呈線性關(guān)系，四支界面聲子都與電子發(fā)生相互作用，但僅有一支界面聲子對(duì)電聲相互作用的耦合強(qiáng)度具有重要影響；在對(duì)稱纖鋅礦結(jié)構(gòu)單量子阱GaN/In0.8