基于密度矩阵马尔可夫主方程的太赫兹量子级联激光器中部分相干电子输运
介观与纳米尺度物理
2016-04-05 v1
摘要
我们推导了适用于量子级联激光器(QCLs)的单电子密度矩阵的马尔可夫主方程。该方程保持密度矩阵的正定性，包含非对角元（相干项）以及面内动力学，并考虑电子与声子和杂质的散射。我们使用该模型模拟太赫兹频率的 QCL，并将结果与实验以及通过非平衡格林函数(NEGF)的模拟进行比较。当 QCL 偏置在最佳激光发射状态时，我们与实验和 NEGF 均获得非常好的一致。对于所考虑的设备，我们表明相干项的大小可以是对角矩阵元的重要部分，这证明了它们在描述太赫兹 QCL 时的重要性。我们显示面内能量分布可能远远偏离受热麦克斯韦分布，这表明在简化的密度矩阵模型中热化子带的假设是不充分的。我们还显示电流密度和子带占据以非常不同的时间尺度弛豫到其稳态值。
引用
@article{arxiv.1604.00718,
title = {Partially coherent electron transport in terahertz quantum cascade lasers based on a Markovian master equation for the density matrix},
author = {O. Jonasson and F. Karimi and I. Knezevic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.00718},
year = {2016}
}