垂直耦合 II 型量子点在垂直磁场中的单点和耦合量子子: 电子激子基态性质

我们研究了在垂直施加磁场作用下，II 型量子点中激子的性质。该量子点由半径为 $R$、厚度为 $d$ 的量子盘模型构成，电子被限制在该盘内，而空穴位于垫层中。我们采用 Hartree-F 网格方法计算激子能量和波函数。我们区分了两种不同 regime，即 $d<<2R$（空穴位于盘的径向边界处）和 $d>>2R$（空穴位于盘的上方和下方），并预测随着磁场增大，角动量 $(l)$ 跃迁。我们还考虑了两个垂直耦合点构成的系统，引入了额外参数，即点间距离 $d_{z}$。对于每个 $l_{h}$ 以及足够大的磁场，基态会出现自发对称性破缺，即电子和空穴向其中一个点移动。这种跃迁由库仑相互作用引起，导致磁场诱导偶极矩。对于单个量子点（以及三个垂直耦合对称量子盘）不会发现此类对称性破缺的基态。对于两个垂直截断锥形耦合点构成的系统（从一开始即呈非对称），我们仍发现角动量跃迁。对于三个垂直耦合对称量子盘的体系，在较小的 $d_{z}$ 时，体系类似于单个量子点的柱状 regime，即空穴倾向于保持在径向边界，从而在磁场增大时引起角动量跃迁。对于较大的 $d_{z}$，空穴可位于两个点之间，$l_{h}=0$ 态在整个 $B$ 区域内保持基态。