自组装 InGaAs/GaAs 量子点电子结构对高度和组分的依赖性

虽然自组装 In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs 量子点的电子和光谱性质取决于其形状、高度和合金组分，但这些特征通常无法从实验中准确获知。这给将测量的电子和光谱性质与计算结果进行比较带来了困难。由于简化的理论模型（有效质量、k.p、抛物线模型）不能完全传达形状、尺寸和组分对电子和光谱性质的影响，我们通过提供作为量子点高度和组分函数的精确计算结果来弥合这一差距。主要结果如下： 无论高度和组分如何，电子能级均形成近简并态壳层。相比之下，空穴能级仅在扁平量子点和最高空穴能级 (HOMO) 附近形成壳层。 在合金量子点中，电子的 ``s-p'' 分裂对高度的依赖较弱，而 ``p-p'' 分裂呈非单调依赖。在非合金 InAs/GaAs 量子点中，这两种分裂对高度的依赖均较弱。对于合金量子点中的空穴，``s-p'' 分裂随高度增加而减小，而 ``p-p'' 分裂几乎保持不变。浅的非合金量子点具有几乎相同大小的 ``s-p'' 分裂，而 ``p-p'' 分裂较大。 随着高度增加，HOMO 波函数的 ``s'' 和 ``p'' 特征发生混合，重空穴和轻空穴特征也是如此。 在合金量子点中，低能空穴态局域于量子点内部。引人注目的是，在非合金 InAs/GaAs 量子点中，随着高度增加，这些态局域于界面处。这种局域化是由纳米结构中存在的双轴应变驱动的。