半導體薄膜中高密度激子的衰變率及頻率遷移

Abstract

最近幾年一些欠維系統如量子阱，量子線，量子點等的量子尺寸效應已引起廣泛的興 趣。在量子阱中激子隨著阱寬的變，慢慢由二維的激子轉變成三維激子。在這轉變中 很多量子阱的性質如激子束縛能，激子衰變率和振動強度等也會隨著改變。最近半導 體簿膜中激子的頻率遷移已被算出且和衰變率一樣有反比於kd的平方的關係，其中k 是輻射光的波數，它正比於激子的能量，而d 是晶格常數，這項因子大大的增加了輻 射率和頻率遷移，這正是所謂的超輻射現象。在本論文中，我們延續上項結果，研究 了半導體薄膜中高密度激子的衰變率和頻率遷移。當激子密度很大時，激子的非玻色 子效應會變的很重要。我們得到了此特性對高密度激子的影響：當激子密度很大時， 激子的能量會稍微變小，而它與光子的作用強度會稍微變大。另外，我們得到了激子 衰變率隨著薄膜厚度改變的關係：當膜厚小於二個激子的玻爾半徑時，膜愈厚衰變速 度愈慢，這結果與實驗相當吻合。但當膜厚大於此限時，我們預測衰變率與膜厚有正 比的關係。