胶体、自支撑 InAs 量子点中电子-空穴激发的赝势研究

利用原子赝势描述单粒子态、屏蔽库仑相互作用描述双体项，计算了自支撑、表面钝化 InAs 量子点的激子谱。我们从角动量和布洛赫波源这两个方面，分析了参与每次激发的单粒子态。我们发现 (i) 与其他 CdSe 和 InP 量子点的赝势研究一致，但与 k·p 计算相反，量子点态波函数表现出强烈的奇偶角动量包络函数混合（例如 s 与 p）以及较大的价带-导带耦合。(ii) 虽然赝势方法对自支撑胶体 CdSe 和 InP 量子点以及自组装（GaAs 嵌入）InAs 量子点产生了与实验非常吻合的结果，但这里预测的谱与测量的（量子点尺寸的集合平均）谱不太吻合。(1) 我们计算的激子能隙大于光致发光测量值；(2) 虽然最低激子之间的间距得以重现，但高能激子之间的间距拟合得不够好。差异 (1) 可能源于表面态发射。至于 (2)，考虑实验数据中的有限尺寸分布后，一致性有所改善。(iii) 我们发现单粒子能隙按 $R^{-1.01}$ 缩放（而非 $R^{-2}$），屏蔽（非屏蔽）电子-空穴库仑相互作用分别按 $R^{-1.79}$（$R^{-0.7}$）缩放，激子能隙按 $R^{-0.9}$ 缩放。这些缩放定律不同于简单模型预期的结果。