混相ZnO/ZnMgO多量子阱中电子子带间跃迁光吸收

发布时间：2024-04-17 21:32

　　考虑内建电场的作用,讨论ZnO/Zn_1-xMg_xO多量子阱(MQW)阱间耦合、尺寸和三元混晶效应对电子子带间跃迁光吸收的影响。利用有限差分法自洽求解导带中电子的Schr9dinger方程和Poisson方程,获得MQW体系电子在基态、第一激发态、第二激发态能级和相应的波函数。采用费米黄金法则分别求出纤锌矿和闪锌矿两种结构子带间跃迁光吸收系数,并采用权重模型,拟合两种结构在0.37<x<0.62的混相区间光吸收系数。结果表明:在内建电场的作用下,量子阱数目(N_qw)、尺寸和混晶组分可有效调节MQW结构的光吸收系数,提高光电器件的光吸收效率。光吸收系数峰值随着N_qw的增加先发生红移然后蓝移,随着阱宽和组分的增加而发生蓝移。所得结果可为红外光电器件的制备和相关实验提供参考。

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【部分图文】：

图3MQW中电子跃迁IOAC对Lw的依赖关系

对于情形二,在纤锌矿和闪锌矿两种结构中,电子E1-E2间跃迁光吸收拟合结果对阱宽Lw在3-5nm范围内的依赖关系如图3所示。在混相区间本该有两个吸收峰,但由于两相情形的跃迁能十分接近,拟合使峰值增高只呈现单峰。从图3可看出,电子E1-E2间跃迁之IOAC随着Lw的增加发生蓝移且量....

图4MQW中电子跃迁IOAC对x的依赖关系

两种情形下的MQW中电子子带间跃适的组分效应,见图4。图4(a)展示了对于情形一,电子E1-E2间跃迁之IOAC对组分在0.37<x<0.62范围内的依赖关系。随着组分的增大,混相区间IOAC出现两个峰值,且电子在E1-E2间跃迁光吸收整体上随x的增大发生蓝移。这可以解释为,随着....

图1ZnO/Zn1-xMgxOMQW结构示意图

在m个MQW中,取导带底为势能零点,导带与价带带阶比为70∶30[11],这里取阱中带阶为0,而势垒导带带阶可写为V(z)=0.7×(Eg,ZnMgO-Eg,ZnO)(3)

图2单、双、3-7、10量子阱中电子跃迁IOAC关于入射光波长λ的变化规律

对于情形二,图2(b)展示出单、双、3-7及10量子阱中IOAC随入射光波长λ的变化规律。未考虑内建电场和掺杂时,随着Nqw的增加,近似与不断扩大方阱的宽度,由于两侧垒较厚,对阱中电子的束缚逐渐增强,使E12减小,且费米能级降低,与基态能级间距减小,有利于电子的跃迁,使光吸收发生....

本文编号：3956952