磁场与结构参数对摩尔量子阱多光子吸收光谱的影响

我们系统性地理论研究了基于摩尔势约束的 GaAs/A₁ₓGa₁₋ₓAs 量子阱（QW）结构在磁场作用下的多光子非线性光吸收特性。基于摩尔 QW 中的电子约束引起的稳态态以及通过在有效质量近似下求解 Schrodinger 方程得到的 Landau 能级，我们运用第二阶扰动理论构建了利用多光子吸收（MPA）计算 QW 光吸收功率的模型。该模型考虑了电子-声子相互作用，包括光声子和声声子机制。我们的研究表明，一光子吸收（1PA）峰值较大且位于两光子吸收（2PA）峰值右侧，而 2PA 峰值较大且位于三光子吸收（3PA）峰值右侧。共振峰位置遵循磁光子共振条件，与温度无关。增加磁场和铝掺杂浓度可导致吸收光谱向蓝移，而增加 QW 宽度则导致红移。磁场、铝掺杂浓度和 QW 宽度的变化也会影响峰强度和全宽半峰值（FWHM），其中前两者的增加会导致 FWHM 增大，而 QW 宽度的扩大则减小 FWHM。热激发增加峰强度但不改变其位置。我们的研究表明，尽管非线性吸收过程（2PA、3PA）的 FWHM 小于线性吸收（1PA），但它们在理解光吸收特性方面具有重要意义。总体而言，摩尔 QW 模型展现出有希望的磁光学特性，具有成为未来光电子器件应用的强大候选材料。