带电量子点中陷阱填充动力学中的电子-电子与电子-声子相互作用

我们使用一个简单模型，从理论上分析了电子-电子和电子-声子相互作用在由少数电子组成的系统动力学中的影响，这些电子可以被捕获到一个局域态，并从一个小量子点（QD）的扩展带态中解捕获。在我们的模型中，QD 由一个或两个单粒子能级描述，而陷阱由一个通过跳跃哈密顿量与 QD 连接的单粒子能级描述。电子-电子库仑排斥和电子-声子相互作用被包含在局域陷阱态中。尽管模型简单，但含时模型没有解析解，不过可以以相对较低的计算成本找到数值精确解。使用适合半导体 QD 中缺陷的参数值，我们发现电子运动在时间上是准周期的，围绕平均值振荡，这些平均值通常在几十飞秒到皮秒的时间尺度内建立。我们将 QD 中初始的电子数从 1 个增加到 4 个，发现当 QD 中有 3 个电子时，有 1 个电子被转移到陷阱态。在电子-声子耦合更有效的值下，这些特性在很大程度上与陷阱中电子-电子库仑排斥的值无关，直到达到其无穷大极限的值。我们得出结论，强电子-声子相互作用是一种有效的机制，可以在亚皮秒到皮秒的时间尺度内提供深陷阱态的完全填充，这比辐射激子衰变和俄歇复合过程更快。这导致了对深陷阱态的发光完全抑制，以及电子在 QD 中的积累。