掺杂半导体中受主-受主相互作用的Heitler-London模型
材料科学
2017-11-01 v3 无序系统与神经网络
摘要
半导体中受主之间的相互作用通常在定性上以与施主之间相同的方式处理。受主波函数被近似为类氢的，并且使用标准氢分子Heitler-London模型来描述受主-受主相互作用。但由于价带简并和自旋轨道耦合，受主态可能远比氢原子态复杂，这使该近似的有效性受到质疑。为解决此问题，我们利用Baldereschi和Lipari提出的形式的单受主波函数，发展了受主-受主Heitler-London模型，其更准确地抓住了受主态的物理。我们计算了由此产生的受主对能级，发现与氢分子的两能级单态-三重态分裂不同，存在丰富的十能级能谱。我们的结果作为受主间距离和自旋轨道耦合强度的函数被计算，表明受主-受主相互作用在定性上可能与施主-施主相互作用不同，因此应与基于受主的量子比特实现中的两量子比特相互作用控制，以及多种p型掺杂半导体系统的磁性质相关。通过将从受主-受主Hubbard模型获得的闭式能级表达式拟合数值结果，得到了进一步的见解。
引用
@article{arxiv.1706.09841,
title = {Heitler-London model for acceptor-acceptor interactions in doped semiconductors},
author = {Adam C. Durst and Kyle E. Castoria and R. N. Bhatt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.09841},
year = {2017}
}
备注
19 pages, 10 figures, text revised, figure quality improved, additional references added