太赫茲場作用下低維半導體光學特性研究.pdf

1、太赫茲場作用下的低維半導體的帶間和子帶間的相干動力學過程是當前理論和實驗研究的熱點。在太赫茲場作用下，低維半導體器件表現(xiàn)出許多有趣的物理現(xiàn)象。本學位論文用密度矩陣理論研究了太赫茲場作用下量子阱的帶間和子帶間光學特性；研究了超晶格半導體在太赫茲場作用下的光吸收譜及帶間動力學過程。研究結果對深入理解外場作用下低維半導體中載流子相干動力學過程以及光吸收譜特性具有重要的學術價值。本論文主要內容和結論包括： 1、用密度矩陣理論研究了太赫茲

2、場作用下量子阱的光吸收譜。當量子阱受到太赫茲場作用時，激子峰出現(xiàn)分裂，光吸收譜上出現(xiàn)多個復制峰。復制峰的強度和位置主要由太赫茲的強度和頻率決定，它們與實驗光譜中的邊帶相對應。研究結果表明，這些復制峰主要是由太赫茲場和局域激子作用的非線性效應產(chǎn)生的。增加量子阱寬度，激子峰降低并向低能端漂移。另外，增加載流子密度能抑制激子峰。 2、推導了外加光場作用下的量子阱子帶躍遷時載流子運動方程；分別研究了GaAs/AlGaAs和InAs/Al

3、Sb量子阱中多體效應對子帶躍遷的影響；研究了不同阱寬對子帶躍遷光吸收的影響。研究表明，量子阱子帶躍遷的光吸收譜主要是兩種集體激發(fā)效應—費米邊奇性(FES)和子帶間等離子體激元(ISP)競爭的結果；隨著阱寬減小，F(xiàn)ES逐漸占主導作用，光吸收譜主要表現(xiàn)為FES的特性。 3、基于激子基，研究了直流電場和太赫茲場作用下半導體超晶格的光吸收譜和帶間動力學過程。計算結果表明，在太赫茲場作用下，超晶格光吸收譜出現(xiàn)衛(wèi)星峰結構，這些結構是由太赫茲