量子井元件內量子侷限效應對於光電特性影響之研究

Abstract

在前期國科會計畫中,吾人已針對量子井/量 子線結構內電子傳輸特性加以研究,發現電子 移動率與量子井幾何結構具有密切的關聯性. 並獲致一重要結論-量子元件內,當電子基態與 激發態之能量差為兩倍Phonon能量時,電子於此 種元件結構內將具有最高移動率.於本期計畫 中,吾人計畫將上述研究延伸至量子元件之光 電特性.探討量子井光電元件(例如,量子井雷射 、量子井紅外線探測器)特性與量子井幾何結 構之關係.由於量子井光電元件種類繁多,本計 畫首期的研究對象為量子井半導體雷射的光電 特性.研究架構中所包含的物理模式有波松( Poisson)方程式、電流連續方程式、馬克斯威(Maxwell)電磁波方程式以及光子數目增益方程式, 為了準確的描述量子井中光增益和量子井結構 、載子波函數、濃度以及雷射頻率的關係,薛 丁格(Schrodinger)方程式也將包含在本計畫架構 內.從模擬中,吾人可獲知量子井雷射的能帶圖 、電子電洞分布、雷射光頻率、電流與雷射光 強度的關係曲線,雷射的臨界電流與量子井形 狀對於上述特性的影響.由於GRINSCH量子井雷射 實驗資料已發表較多,模擬所得結果並將與實 驗數據比較.