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磁场作用下量子环中双激子体系的AB振荡和磁化强度

作　者: 尹哲
导　师: 刘建军
学　校: 河北师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 量子环双激子磁场 AB振荡磁化强度
分类号: O471.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 42次
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内容摘要

在有效质量近似下,研究了磁场作用下的量子环中双激子体系Aharonov-Bohm(AB)振荡和磁化强度的性质。在数值计算中,我们在绝热近似下采用了一维量子环模型,运用了坐标变换对双激子体系的哈密顿进行简化,将哈密顿的变量减少,从而使计算简单,然后利用了矩阵对角化的方法对哈密顿求解,得出体系的基态能量以及体系的磁化强度,并对计算结果进行了详细的分析和讨论。计算结果表明:(1)双激子体系中带电粒子之间形成的库仑相互作用对体系能量的AB振荡产生一定的影响。振荡是由于不同角动量的能量相互跃迁产生的,而随半径的增加,库仑相互作用能减弱,更多不同角动量的能量相互交叉,跃迁更加频繁,使得基态能的AB振荡变的不明显。同时,在半径的增加使总库仑相互作用与磁场都减小的情况下,由于磁场对能量的影响比库仑相互作用对能量的影响小,所以体系的AB振荡逐渐趋于平缓;半径继续增加,总库仑相互作用的影响再次增强,可以发现体系的基态能以及低激发态能AB振荡不明显。(2)固定量子环半径的情况下,基态能量随磁通量的变化有降有升,但总的趋势是升高的,而且能量振荡的振幅随着半径的增加逐渐减小。量子环的形状影响了带电粒子之间的库仑相互作用,同时对能量振荡的影响较显著;当量子环半径逐渐增大的时候,环的曲率越来越小,双激子中各个粒子在环上的运动越来越趋向于粒子在一维无限深势阱中的运动,此时体系基态能量周期性变化逐渐减弱,直到变为随磁通量单调增加。(3)随着量子环半径的增大,库仑相互作用比磁场对于体系的贡献更大,所以,磁化强度随着磁场的振荡越来越不明显,而且随着磁场的变化总趋势是降低的。(4)无库仑相互作用的情况下,磁化强度振荡更强烈,在N_φ为0.5和1.5时,磁化强度由负骤变成正值。在有库仑相互作用的时候,磁化强度振荡缓和,而且振荡总趋势是逐渐降低的。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
1 绪论  8-20
  1.1 半导体超晶格简介及其发展意义  8-13
    1.1.1 半导体超晶格的简介  8-10
    1.1.2 半导体超晶格的发展意义  10-12
    1.1.3 量子激光器  12-13
  1.2 量子点和量子环的介绍  13-16
    1.2.1 量子点  13-14
    1.2.2 量子环  14
    1.2.3 量子环的生长技术  14-16
  1.3 本文的研究背景  16-20
2 理论框架  20-27
  2.1 垂直磁场作用下量子环中双激子的能态  20-26
  2.2 垂直磁场作用下量子环中双激子的磁化强度  26-27
3 结果与讨论  27-39
  3.1 磁场作用下量子环中双激子的能量  27-29
  3.2 磁场作用下量子环中双激子的磁化强度  29-39
4 结论  39-41
参考文献  41-48
致谢  48

磁场作用下量子环中双激子体系的AB振荡和磁化强度

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