椭圆形、单个及垂直堆叠 InAs 量子点的电子与偏振特性的原子尺度理论研究
介观与纳米尺度物理
2012-10-09 v1 材料科学
计算物理
摘要
半导体量子点 (QDs) 展现出各向同性偏振响应，是设计多种光电子技术的关键一步。在影响量子点系统偏振度 (DOP) 的众多参数中，形状不对称性是一个关键因素。我们进行了数百万原子的模拟，以研究椭圆形状对单个及垂直堆叠 InAs 量子点的电子和偏振特性的影响。低纵横比 (AR) 与高纵横比量子点的对比表明，电子和偏振特性强烈依赖于量子点的纵横比；拉长高量子点允许在更宽的范围内调节 DOP。随后，我们将分析扩展到一个实验报道的由九个量子点组成的垂直堆叠结构 (9-VSQDs)，该结构显示出实现各向同性偏振特性的巨大潜力。我们分析了形状不对称性对实验测量到的大面内偏振各向异性的贡献。我们的分析表明，基底拉长的方向控制着 DOP 的符号，然而基底拉长的幅度对 DOP 的幅度影响甚微。我们进一步预测，9-VSQDs 的椭圆形状只能调节 DOP[110] 或 DOP[-110] 以实现各向同性响应。我们的模型结果与透射电子显微镜 (TEM) 发现一致，表明实验生长的 9-VSQDs 具有圆形基底或略微沿 [-110] 方向拉长的基底。总体而言，作为量子点形状不对称性函数的 DOP 的详细研究，为持续的实验工作提供了理论指导，旨在从量子点纳米结构中获取定制的偏振特性，以用于光学器件的设计。
引用
@article{arxiv.1210.1951,
title = {Atomistic theoretical study of electronic and polarization properties of elliptical, single and vertically stacked InAs quantum dots},
author = {Muhammad Usman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.1951},
year = {2012}
}
备注
Accepted for publication in Physical Review B journal