cd1-xmn_xtecdte量子阱中电子-lo声子散射率的研究

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4、直接跃迁的物理特性，宽禁带直接跃迁型半导体是发展光电子技术的理想材料,在固体发光、激光、红外探测和制作高速光2+开关等精密光学器件领域具有广泛应用。如果在CdTe中掺入具有磁性的Mn，可以使CdMnTe材料同时具备磁性材料和半导体材料的特殊物理性质，比如利用它的法拉第效应可以制作光学隔离器件，将之运用到光通信中，可以提高光波在传输过程中的效率。对Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱的光学性质进行理论研究，不仅可以丰富人们对低维半导体结构新颖光学性质的认识，而且可以设计与制作各类高性能的光通信器件，因此具有很重

5、要的意义。本文在运用有效质量包络函数近似理论和打靶法的基础上，利用费米黄金法则对Cd1-xMnxTe/CdTe材料三种不同量子阱结构中电子-LO声子的散射率进行了理论研究，其主要内容如下：1.简单介绍了光通信的发展，量子阱在光通信方面的应用和Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱材料，并对电子-LO声子散射率进行了简单阐述。2.给出了量子阱结构中电子-LO声子散射率的理论研究方法，主要包括：有效质量包络函数近似，打靶法，费米黄金法则等理论方法。3.运用费米黄金法则计算了Cd1-xMnxTe/CdTe单量子阱中第

6、一激发态子带到基态子带的电子-LO声子的散射率，并且讨论了平均散射率随阱宽、温度以及Mn组分的变化规律。通过计算结果可以得出：散射率随电子初态能的增大呈现逐渐减小的变化趋势；平均散射率随着量子阱宽度的增加呈现先增加后减小的变化规律；电子温度较低时，平均散射率变化不明显，随电子温度的增大，平均散射率变化显著。最后，研究了外加电场对散射率和平均散射率的影响，结果表明，外加电场会降低Cd1-xMnxTe/CdTe单量子阱的散射率和平均散射率。4.研究了Cd1-xMnxTe/CdTe双量子阱中电子-LO声子的散射率。

7、由理论计算可知：平均散射率随着阱宽的增加会出现最大值，最大值出现在能级差等于声子能量处；温度升高，散射率和平均散射率增大；随着电场的不断增大，电子-LO声子散射率及平均散射率均逐渐减小。由于Cd1-xMnxTe/CdTe双量子阱中阱与阱之间存在耦合作用，这种耦合作用会使双量子阱中平均散射率降低。5.研究了Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱中电子-LO声子的散射率。计算了Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱中第一激发态子带到基态子带的电子-LO声子的散射率，讨论了平均散射率随阱宽、温度、Mn组分以及外

8、加电场的变化规律；将Cd1-xMnxTe/CdTe单量子阱中电子-LO声子的平均散射率分别与双量子阱和抛物量子阱中电子-LO声子的平均散I摘要射率进行了比较：与单量子阱中平均散射率相比，双量子阱的平均散射率较小，这与双量子阱中存在耦合作用有关；抛物量子阱的量子限制势是渐变的，其平均散射率较单量子阱小。关键词：光通信，散射率，费米黄金法则，Cd1-xMnxTe/CdTe量子阱，声子IIAbstract